滤芯组件的制作方法

本发明涉及滤清器领域，用于流体过滤、尤其是空气过滤，具体地涉及滤清器的滤芯组件。

背景技术

参照图1至图3，其所示的是一种用于车辆的空气滤清器的滤芯组件，该滤芯组件包括滤芯1、固定支架2、第一端面盖3和第二端面盖4。滤芯1由滤纸折叠形成筒状，滤纸的折痕沿滤芯1的轴向延伸，滤芯1整体套设在筒状的固定支架2的外周以得到固定。为了使空气穿过滤纸得到过滤，滤芯组件的轴向被设置成封闭的，在滤芯第一端面102的一侧使用大致圆形的第一端面盖3以封闭滤芯中孔101和滤芯第一端面102，在滤芯第二端面103的一侧使用环形的第二端面盖4封闭滤芯第二端面103。从而未过滤空气501只能从滤芯1的外周侧流入滤芯1，并穿过滤纸进入滤芯1的内周侧，然后从第二端面103侧的中孔101流出。

上述滤芯组件的布置灵活性欠佳，过滤能力也有限。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种有效利用滤芯组件的空间和滤材面积、减小空气进气阻力的滤芯组件。

本发明提供一种滤芯组件，其包括第一滤芯和第二滤芯，所述第一滤芯和所述第二滤芯均由滤材经过交替地峰折和谷折形成，每一次折叠形成一个折痕，所述第一滤芯为横截面呈环形的筒状，所述第二滤芯设置于所述第一滤芯的内周，

所述第一滤芯和所述第二滤芯之间沿周向设有第一密封件，以阻止未过滤空气从所述第一滤芯和所述第二滤芯之间的间隙穿过；

所述第一滤芯在其折痕长度方向上的两个端面分别为第一端面和第二端面，所述第二滤芯具有与所述第一端面朝向相同的第三端面和与所述第二端面朝向相同的第四端面，

空气能够从所述第一端面、所述第三端面和第一滤芯外周面流入所述滤芯组件，经过所述滤材的过滤并从所述第二端面、所述第四端面和第一滤芯内周面流出所述滤芯组件；或者，

空气能够从所述第二端面、所述第四端面和第一滤芯内周面流入所述滤芯组件，经过所述滤材的过滤并从所述第一端面、所述第三端面和第一滤芯外周面流出所述滤芯组件。

在至少一个实施方式中，相邻的两个所述折痕之间限定出一个折片，由位于所述第一滤芯内周面的折痕相连的两个所述折片形成一个外开口折片夹，由位于所述第一滤芯外周面的折痕相连的两个所述折片形成一个内开口折片夹，

每一个所述外开口折片夹在位于所述第二端面上的一对边缘密封地连接，每一个所述内开口折片夹在位于所述第一端面上的一对边缘密封地连接。

在至少一个实施方式中，所述第二滤芯的折痕从所述第三端面延伸到所述第四端面，所述第二滤芯上的两个相邻的折片形成一个折片夹，每一个所述折片夹在位于第三端面上的一对边缘和位于第四端面上的一对边缘中的至少一者密封地连接。

在至少一个实施方式中，所述第二滤芯的折痕位于所述第三端面和所述第四端面。

在至少一个实施方式中，从所述第一端面到所述第二端面的方向，所述第一滤芯的外周边缘与所述第一滤芯的轴向中心线之间的距离逐渐变大。

在至少一个实施方式中，所述第一滤芯的横截面的外周边缘呈圆形、椭圆形、或者多边形。

在至少一个实施方式中，在所述第一密封件沿轴向朝向所述第四端面的一侧，所述第一滤芯的内周与所述第二滤芯之间具有间隙。

在至少一个实施方式中，所述第一密封件位于所述第一端面。

在至少一个实施方式中，所述滤芯组件还包括环形的第二密封件，所述第二密封件与所述第一滤芯外周面的靠近所述第二端面的一端紧密接触，所述第二密封件用于密封所述第二端面和所述滤芯组件的外部壳体之间的间隙。

在至少一个实施方式中，所述第一滤芯的横截面的外周边缘呈大致椭圆形，且在长轴两端的圆弧曲线的曲率不相等；

所述滤芯组件包括定位接口，所述定位接口包括由所述第二密封件的外周壁向内周方向凹进而限定出的定位凹部，所述定位凹部与所述长轴两端之间的距离不相等；

所述定位接口在所述滤芯组件的径向上不贯通。

在至少一个实施方式中，所述滤芯组件还包括固定支架，所述固定支架包括：

呈筒状的固定支架主体，所述第一滤芯套设于所述固定支架主体的外周，所述第二滤芯设置于所述固定支架主体的内周；

第二滤芯收纳壳，所述第二滤芯收纳壳位于所述固定支架主体靠近所述第一端面的一端且在轴向上贯通，所述第二滤芯设置于所述第二滤芯收纳壳内。

在至少一个实施方式中，所述固定支架还包括环形的固定支架底座，所述固定支架底座与所述固定支架主体相连，所述固定支架底座支撑于所述第二端面。

在至少一个实施方式中，所述滤芯组件还包括第二密封件、用于在所述第二端面所在一端对所述第一滤芯的外周面进行密封，所述第二密封件固定于所述固定支架底座的外周。

与现有技术相比，本申请的优点在于：

在第一滤芯内设置第二滤芯，同时将第一滤芯的第一端面、第二端面开放以参与过滤，使得滤芯组件的过滤面积得到增加，从而减小空气进入滤芯组件的进气阻力、提高容尘量，进而提高过滤效率。可见，通过充分利用筒形滤芯的轴向端面，使得同样外形体积下的滤芯组件具有更大的可进气量和容尘量，从而获得更高的过滤能力。

附图说明

图1是现有技术中滤芯组件的分解示意图。

图2是与图1对应的完成装配的滤芯组件的示意图。

图3是图2中的滤芯组件的剖视图。

图4是根据本发明的第一实施方式的滤芯组件的分解示意图。

图5是根据本发明的第一实施方式的滤芯组件的示意图(其中第一滤芯只示出了部分)。

图6是根据本发明的第一实施方式的滤芯组件的剖视图。

图7是根据本发明的第一实施方式的第一滤芯的示意图。

图8是图7的第一滤芯的俯视图。

图9是图7中的第一滤芯沿图8中的a-a线的剖视图。

图10是图7中的第一滤芯沿图9的b-b线的剖视图。

图11是根据本发明的第一实施方式的第一滤芯的一个过滤兜的示意图。

图12是根据本发明的第一实施方式的固定支架的俯视图。

图13是图12中的固定支架的c-c剖视图。

图14是图12中的固定支架的d-d剖视图。

图15是根据本发明的一个实施方式的第一滤芯和第二滤芯的组合示意图。

图16是根据本发明的一个实施方式的第一滤芯和第二滤芯的组合示意图。

图17是根据本发明的第二实施方式的固定支架的示意图。

图18是图17中虚线框出部分的放大示意图。

图19是根据本发明的第二实施方式的滤芯组件的部分结构示意图。

附图标记说明：

1滤芯；101滤芯中孔；102滤芯第一端面；103滤芯第二端面；11第一滤芯；12第二滤芯；1101第一端面；1102第二端面；1103第一滤芯内周面；1104第一滤芯外周面；1201第三端面；1202第四端面；1105折片；1106连接部位；1107折痕；2固定支架；201固定支架主体；202第二滤芯收纳壳；203固定支架底座；204固定支架第一侧；205固定支架第二侧；206定位骨架；2061定位骨架底板；2062定位骨架侧板；3第一端面盖；4第二端面盖；501未过滤空气；502已过滤空气；61第一密封件；62第二密封件；621定位凹部；i内周开口过滤兜；ii外周开口过滤兜；d第二滤芯收纳壳与固定支架主体之间的间隙。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

第一实施方式：

首先参照图4至图16，介绍根据本发明的第一实施方式的滤芯组件。

为描述方便，若非特殊说明，下文中将筒状的固定支架2的中心轴的线延伸方向定义为“轴向”，与轴向垂直的方向为“径向”，将图4中箭头所指的方向定义为“上”方，与上方相对的方向称为“下”方，滤芯组件的其他部件的方向描述遵从该定义。应当理解，上述定义的方向是相对的，不用于对本发明的应用进行限制，滤芯组件在实际安装和使用过程中可以呈现不同空间的姿态。

根据本发明的第一实施方式的滤芯组件包括第一滤芯11和第二滤芯12。其中，第一滤芯11呈横截面为环形的筒状，横截面的环形的形状可以例如为圆形、椭圆形、多边形、异形等任何环形的形状。本实施例中，作为示例，第一滤芯采用横截面大致呈椭圆形的结构，第二滤芯12采用大致呈长方体的结构，其设置于筒状的第一滤芯11的中孔内。第一滤芯11作为主要的过滤部件，第二滤芯12作为辅助的过滤部件，空气能够从轴向和周向通过第一滤芯11、能够从轴向通过第二滤芯12并得到过滤。

为了方便固定第一滤芯11和第二滤芯12，滤芯组件还包括固定支架2，固定支架2包括用于支撑第一滤芯内周面的固定支架主体201、用于容纳和固定第二滤芯的第二滤芯收纳壳202和用于在第二端面支撑第一滤芯的固定支架底座203。其中，固定支架主体201的外周面的大小、形状均与第一滤芯的内周面相适应，如图4，其横截面呈大致椭圆形的扁平筒状。

固定支架主体201的下部向外周辐射出一个围绕固定支架主体201的环形支架，该环形支架构成了固定支架底座203，固定支架底座203在轴向伸出第一滤芯11的中孔并支撑于第二端面1102。第二滤芯收纳壳202位于固定支架主体201内周的上部，第二滤芯收纳壳202是轴向贯通的、以供空气通过。

第一滤芯11和第二滤芯12都是由滤纸经过交替地峰折和谷折(即交替地将滤纸向正方向折叠和向反方向折叠)后形成的。以第一滤芯11为例(参照图7)，滤纸经一次峰折和谷折后，形成三个折片1105，每一个折片1105的两侧各具有一个折痕1107。第一滤芯11以其折痕1107沿固定支架2的轴向延伸的姿态套设于固定支架主体201的外周。第二滤芯12以其折痕从第三端面1201延伸到第四端面1202的姿态被收容于第二滤芯收纳壳202内。

第一滤芯11在折痕1107方向上的两个端面分别为第一端面1101和第二端面1102，第二滤芯12的与第一端面1101朝向相同的端面为第三端面1201，第二滤芯12的与第二端面1102朝向相同的端面为和第四端面1202。第一端面1101和第三端面1201朝向滤芯组件的上方。

第一端面1101的内周边缘和第三端面1201的外周边缘之间设有大致环形的第一密封件61，第一密封件61能密封第一端面1101和第三端面1201之间的间隙。应当理解，第一端面1101和第三端面1201之间的间隙被密封是指未过滤空气501在轴向上从第一滤芯11和第二滤芯12的配合间隙处不能以不穿透滤纸的方式通过滤芯组件，第一密封件61优选在轴向上尽量靠近第一端面1101和/或第三端面1201，但是本发明对第一密封件61相对于第一端面1101和第三端面1201在轴向上的位置不作限制，例如第一密封件的轴向位置也可以低于第一端面，只要能阻止未过滤空气从第一、第二滤芯之间的缝隙进入即可。

第二端面1102的外周边缘设有环形的第二密封件62，从而防止未过滤空气501从第二端面1102的外周边缘与滤芯组件的外部壳体(图中未示出)之间流出，第一滤芯的外周面在靠近第二端面1102一端的区域与第二密封件62紧密接触。为了安装的方便性和稳定性，第二密封件62可支撑在固定支架底座203上，例如固定支架底座203沿其外周设置轴向延伸的卡合结构，第二密封件62上也对应设置相匹配卡合结构，两者在装配时沿轴向相互卡合，如图所示，两者的卡合结构中一个为轴向翻边，另一个为轴向凹槽。

第二滤芯12的外周边缘和第二滤芯收纳壳202的内壁之间设有第三密封件(图中未示出)，从而防止未过滤空气501从第二滤芯12的外周边缘与第二滤芯收纳壳202的内壁之间流出。

应当理解，第一密封件61、第二密封件62和第三密封件的密封性表现为它们对未过滤空气501的阻挡性能至少不劣于第一滤芯11和第二滤芯12的滤纸，优选地，第一密封件61、第二密封件62和第三密封件为pu胶。

上述滤芯组件容许空气从第一端面1101、第三端面1201和第一滤芯外周面1104流入滤芯组件，并从第二端面1102、第四端面1202和第一滤芯内周面1103流出滤芯组件。应当理解，在不同的滤清器导流结构下，空气也可以从第二端面1102、第四端面1202和第一滤芯内周面1103流入滤芯组件，并从第一端面1101、第三端面1201和第一滤芯外周面1104流出滤芯组件。换言之，所述第一端面、第三端面以及所述第一滤芯的外周面形成为第一过滤面，所述第二端面、第四端面以及所述第一滤芯的内周面形成为第二过滤面，所述第一过滤面、第二过滤面中，其中一个为进气面、另一个为出气面。

以下仅以上述第一种气流进出的情况为例，参照图7至图11说明从第二端面1102、第四端面1202和第一滤芯内周面1103流出滤芯组件的空气是如何能得到过滤的。

以第一滤芯11为例进行介绍，图7是将大致筒状的第一滤芯11展开后得到的呈大致长方体形的折叠过的滤纸，其一侧对应于第一滤芯内周面1103、另一侧对应于第一滤芯外周面1104。图8是图7的俯视图。图9是图7中的第一滤芯沿图8中的a-a线的剖视图。图10是图7中的第一滤芯沿图9中的b-b线的剖视图。

第一端面1101和第二端面1102上的相邻的折片1105的边缘被连接部1106交替地密封地连接。应当理解，连接部1106的密封性表现为它对未过滤空气501的阻挡性能至少不劣于第一滤芯11和第二滤芯12的滤纸，优选地，连接部1106使用的密封材料为例如pu胶。由位于第一滤芯内周面1103的折痕1107相连的两个折片1105形成一个外开口折片夹，由位于第一滤芯外周面1104的折痕1107相连的两个折片1105形成一个内开口折片夹。每一个外开口折片夹在位于第二端面1102上的一对边缘被连接部1106密封地连接，每一个内开口折片夹在位于第一端面1101上的一对边缘被连接部1106密封地连接。参照图11，每一个连接部1106和一个折痕1107相交，构成一个转角密封部，由该转角密封部相连的两个折片1105构成一个具有开口(在轴向和径向均开口)的过滤兜。图8中示出了两种开口朝向的过滤兜，分别为内周开口过滤兜i和外周开口过滤兜ii，内周开口过滤兜i的连接部1106位于第一端面1101上，外周开口过滤兜ii的连接部1106位于第二端面1102上。沿周向方向，内周开口过滤兜i和外周开口过滤兜ii交替邻接地排列，相邻的内周开口过滤兜i和外周开口过滤兜ii共用一个折片1105。

优选地，在第一端面1101上和第二端面1102上，每一个连接部1106均只连接了一对相邻的折片1105，即一对相邻的折片1105之间有且只有一个位于第一端面1101上或位于第二端面1102上的连接部1106，从而方便气流通过。值得注意的是，为了保证从第一端面1101和第一滤芯外周面1104流入滤芯组件的未过滤空气501都能穿过滤纸得到过滤、而不是从折片1105边缘之间的间隙漏出滤芯组件，连接部1106需要满足：所有的外周开口过滤兜ii的两个折片1105之间均具有位于第二端面1102上的连接部1106，所有的内周开口过滤兜i的两个折片1105之间均具有位于第一端面1101上的连接部1106，且不存在两个相邻的折片1105之间在第一端面1101上和第二端面1102上均没有连接部1106。

同理，第二滤芯12的折痕沿固定支架2的轴向延伸，第三端面1201和第四端面1202上的相邻的折片的边缘被交替地密封地连接。应当理解，当第二滤芯12不形成截面为环形的筒状、即第二滤芯12呈如图4所示的大致长方体形状时，只需要保证每两个相邻的折片形成的若干折片夹中的每一个折片夹在位于第三端面1201上的一对边缘和位于第四端面1202上的一对边缘中的至少一者密封地连接。应当理解，上述连接方式排除将所有位于第三端面1201上的边缘连在一起的方式，否则空气几乎不能在滤芯组件的轴向上通过第二滤芯12。

以上第一滤芯11和第二滤芯12的设置方式使得，具有轴向分速度的空气流过第一滤芯11和第二滤芯12时，都能穿过滤纸、而非滤纸之间的间隙从而得到过滤。

为了使第二滤芯12不影响第一滤芯在径向上的过滤效果，参照图13和图14，第二滤芯收纳壳202与固定支架主体201之间具有间隙d，于是从第一滤芯外周面1104进入第一滤芯的空气不会被第二滤芯12阻挡。在周向不同位置处以及在轴向不同高度处，间隙d的大小可能是不同的。优选地，间隙d的取值在5mm至35mm之间。

此外，第二滤芯12具有一定的轴向高度以提供足够的容尘量、满足一定的过滤效果，然而第二滤芯12的轴向高度太大也会对通过滤芯组件的空气流动造成不良影响。优选地，第二滤芯12的轴向高度是第一滤芯11的轴向高度的10％至30％。

第三端面1201可以与第一端面1101齐平、也可以高于或低于第一端面1101。当第三端面1201与第一端面1101之间存在高度差时，优选地，第三端面1201与第一端面1101之间的高度差不大于40mm，以使空气流入滤芯组件时不会受到明显的进气阻力，并且使滤芯组件对空气的过滤较均匀。

优选地，为了对流过滤芯组件的空气提供引导，第一滤芯11在轴向上呈一端小一端大的形状，从第一端面1101向第二端面1102去，第一滤芯11的外周边缘与其轴向中心线之间的距离逐渐变大。相应的，对于固定支架主体201也有：从靠近第二滤芯收纳壳202的一端向远离第二滤芯收纳壳202的一端去，固定支架主体201的外周壁与固定支架主体201的轴向中心线之间的距离逐渐变大。

应当理解，固定支架主体201为横截面呈大致椭圆形的扁平筒状这是为了使滤芯组件能适应有限的应用空间，如前所述，在其他应用场合下，固定支架主体201也可以是横截面为圆形的筒状，此时套设于固定支架主体201外周的第一滤芯11也呈大致圆筒状，参照图15。此外，固定支架主体201还可以是横截面为其他形状的筒形。

应当理解，根据第二滤芯收纳壳202形状的不同，第二滤芯12也可以具有不同的外形。例如，参照图16，第二滤芯12也可以是筒形的，这种实施方式下，除了要保证第一端面1101和第三端面1201之间在轴向上密封，还要保证第三端面1201所形成的环形的中部是密封的，例如可以加设密封件(图中未示出)。此外，根据第二滤芯收纳壳202不同的设置方式，第二滤芯12的数量可以有多个。

第二实施方式：

接下来结合图17至图19介绍本发明的第二实施方式。与第一实施方式相比，本发明的第二实施方式对固定支架底座203和第二密封件62做了改进。

由于车辆内部空间的限制等原因，第一滤芯11的横截面可能需要设置为不对称的结构，例如大致椭圆的环形横截面的外周边缘在其长轴方向的两侧是不对称的，其一侧曲率大另一侧曲率小。相应地，固定支架2具有非对称的固定支架第一侧204和固定支架第二侧205。由于滤芯组件需要装入外部壳体，非对称的扁平筒状滤芯组件在安装到外部壳体内时需要区分曲率不等的两侧的安装朝向，本发明的第二实施方式提供了用于区分滤芯组件安装朝向的定位接口。

定位接口由位于固定支架底座203的定位骨架206和位于第二密封件62的定位凹部621配合形成。定位接口有两个，两个定位接口分别位于滤芯组件的横截面外周椭圆的短轴方向的两侧，两个定位接口各自距离固定支架第一侧204的距离相等，两个定位接口各自距离固定支架第二侧205的距离相等，但每一个定位接口距离固定支架第一侧204的距离和距离固定支架第二侧205的距离不相等。

其中，定位骨架206包括与定位骨架206安装处的固定支架底座203的周壁平行的定位骨架底板2061和沿固定支架主体201的轴向延伸且向定位支架底座203的外周凸出的两个相对的定位骨架侧板2062。第二密封件62的外周壁在定位接口处向内周部凹进限定出定位凹部。由于第二密封件62包覆于固定支架底座203的外周，因此定位骨架206和定位凹部621配合形成了在滤芯组件的径向上不贯通的定位接口。应当理解，定位凹部621也可以是在第二密封件62的径向上贯通的，此时定位骨架底板2061作为向内周凹进的定位接口的凹进最深处部分，其阻挡了定位接口在滤芯组件的径向上的贯通，从而防止未过滤空气从定位接口流出，保证第二密封件62的密封性能。定位接口能够与安装滤芯组件的外部壳体上的定位部(图中未示出)配合从而方便滤芯组件安装时的定位。不贯通的定位接口较好地保证了第二密封件62对第二端面1102的外周和外部壳体的密封性能。

应当理解，在其它实施方式中，定位接口也可以设置成是在滤芯组件的径向上贯通的，此时定位骨架206不具有定位骨架底板2061。

应当理解，在第二密封件62的结构强度足够的情况下，也可以省略定位骨架206而仅由定位凹部621单独构成定位接口。

应当理解，定位接口的数量为两个，这是为了在两个方向上加强定位的稳定性。本发明对定位接口的数量不作限制，例如，也可以省略上述两个定位接口中的一个而只保留另一个。

第三实施方式：

接下来介绍本发明的第三实施方式。本发明的第三实施方式与第一实施方式的区别在于第二滤芯12的朝向不同。

由于第二滤芯12的作用主要是允许空气从第一端面1101的内部环形空间轴向地通过滤芯组件，第二滤芯12并不需要在滤芯组件的周向上起过滤空气的作用，因此也可以将第二滤芯12设置成使其折片的折痕位于第三端面1201和第四端面1202。由于上文已经介绍过的第二滤芯12的外周和第二滤芯收纳壳202的内壁之间设有第三密封件，第三密封件能够分别阻止未过滤空气轴向地通过第三端面1201和第四端面1202与第二滤芯收纳壳202的内壁之间的间隙，因此这种设置方式下，不需要额外对第二滤芯12的任一折片夹在第三端面1201和第四端面1202上的相邻边缘进行密封连接。

本发明的上述实施方式可以实现下述优点中的一个或多个优点：

(i)第二滤芯12能够在滤芯组件的轴向上使空气流过，不仅省去了现有技术中的第一端面盖3，使得滤芯组件在轴向上的进气阻力变小，而且第二滤芯12本身具有过滤作用，提高了滤芯组件的过滤能力。

(ii)本发明中第一滤芯11和第二滤芯12的连接部1106的设置使得空气能在整个滤芯组件的轴向流过，省去了现有技术中的第二端面盖4，尤其增加了第一滤芯11的过滤面积。

(iii)滤芯组件在轴向上呈一端大一端小的形状，能够引导空气流入滤芯组件。

(iv)提供了定位接口，当滤芯组件为非对称结构时，方便滤芯组件以正确的朝向安装到外部壳体中。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。例如：

(i)第一滤芯11和第二滤芯12的制作材料不限于滤纸，也可以是其他具有过滤能力的材料，例如无纺布等。

(ii)根据本发明的滤芯组件不限于车辆的空气滤清器使用。

(iii)根据本发明的滤芯组件不限于对空气的过滤，当使用合适的材料制作第一滤芯11和第二滤芯12，滤芯组件也可以用于对其他流体的过滤。