合成過濾材料、無濾紙無金屬合成濾芯及其製造方法、濾清器的製造方法

2023-09-21 20:37:55

合成過濾材料、無濾紙無金屬合成濾芯及其製造方法、濾清器的製造方法
【專利摘要】提供一種用多纖維濾料與木質或礦物質類顆粒濾料互融並鋪層合成的過濾材料、濾芯及其加工方法、內燃機配套機油濾清器。濾芯不用濾紙、無金屬支撐骨架，採用尼龍改性材料製成芯體骨架和蓋板再經超聲波焊接形成密封整體，將濾料填充在3到8組葉片與骨架之間，在1.6MPa壓力下，脈衝抗疲勞檢測衝擊20萬次不破裂、不變形。濾芯結構穩定結實，加強其耐高溫高壓機油的性能、其合成材料能最大限度的過濾掉發動機在燃燒過程中產生並混入機油中的金屬磨屑、碳粒及機油逐漸產生的膠質等雜質，其植物顆粒濾料內含緩慢釋放抗氧化物，對在線機油起到氧化還原作用，延長發動機潤滑機油和機油濾清器的更換裡程至3萬～10萬公裡、減少有害尾氣排放。
【專利說明】合成過濾材料、無濾紙無金屬合成濾芯及其製造方法、濾清器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種過濾材料，特別是採用多種纖維濾料與顆粒濾料多次合成為濾料模塊的過濾材料及其加工方法。本發明涉及一種濾芯及其加工方法，特別是採用該濾料模塊的不用濾紙、無金屬構件的尼龍骨架合成濾芯及其加工方法。本發明涉一種針對使用潤滑機油作為潤滑劑的內燃機所配套的機油濾清器，特別是採用該濾芯的機油濾清器。
【背景技術】
[0002]發動機外部的機油濾清器作為內燃機的一個重要部件，在潤滑系統中起著十分重要的作用，可將發動機在燃燒過程中產生並混入機油中的金屬磨屑、碳粒及機油逐漸產生的膠質等雜質過濾掉。這些雜質會加速運動零件的磨損，易造成潤滑油路堵塞。機油濾清器保證了內燃發動機正常運轉，使內燃機的使用壽命大大提高，亦可延長其他零部件的使用壽命。機油濾清器(100)在發動機系統的位置，如圖1所示。
[0003]目前傳統機油濾清器5000-10000公裡更換一次。如圖2所示，普遍使用的機油濾清器包括壓緊彈簧(I)、濾紙(2)、防排水閥(3)、壓圈(4)、密封圈(5)、進油口(6，8)、出油口(7)、蓋板(9)、濾芯中心管支撐結構(10)、金屬外殼(11)，其核心部件是以濾紙為過濾材料、用摺疊式結構製成的過濾芯體。其工作原理是採用單一阻隔的方式。當機油泵從油底殼抽出的機油，以一定的壓力(0.3-0.4Mpa)，從濾清器的進油口，(螺紋蓋板的多個衝孔)進入濾清器的濾芯紙格表面，經濾芯過濾後進入中心管，再從出油口(即中心螺紋孔)流進發動機的主油道執行潤滑。當冷起動發動機，或濾芯被堵塞時，而造成過油阻力增大時，機油的壓力就會克服旁通閥彈簧的壓力而被打開，機油便從該閥直接進入主油道，以保證及時潤滑。濾清器自身由於雜質增多而被堵塞時是其發揮正常功效的時候。因此要求濾清器必須定期更換。一般5000-10000公裡更換一次，紙質濾清器是造成這一現象的主要原因，現有的磁性濾清器及一些簡單的合成環保濾芯並不能很好解決這一問題。

【發明內容】

[0004]針對現有濾清器的弊端，有必要提供一種使用壽命更長、對發動機保護效率更高、對環境汙染更小、過濾效果更佳的環保濾料、濾芯及其加工方法以及濾清器或過濾裝置。
[0005]本發明的環保合成濾料包括多種纖維濾料與顆粒濾料，並將兩種濾料二次合成為濾料模塊(401)(簡稱濾塊)。纖維濾料包括棉麻、各類化纖等各類下腳料，按0.5毫米、I毫米規格切割，經開松、氣浮法分解、鋪層、滾壓成纖維布(211，511)。顆粒濾料分為木質物料與礦物類物料。木質物料選取桉樹、泡桐、楊樹、竹及果殼類下腳料，經切割破碎，按
0.5mmlmm、0.8mm 1.2mm、Imm 1.5mm不同粒度規格篩選、清洗、高溫水煮、烘乾；礦物類物料包括稀土瓷砂。
[0006]本發明的濾芯芯體包括芯體骨架及芯體模塊(401)。如圖3至圖9所示，芯體由芯體內骨架、外骨架、上下端蓋(101a，IOlb)組成。芯體內骨架包括圓柱體中心管(201)、葉片(301)，圓柱體中心管(201)經高溫燒結與3?8個豎向葉片(301)組成一體為芯體內骨架，每個葉片與圓柱體中心管形成30度夾角且等分圓周。在中心管、外骨架的外、內壁可分別附有40iim、70iim的纖維氈(211，511)。葉片優選厚度3mm，中間ー層優選為IOiim精度沃卡瑞纖維濾布膜(311)。濾塊鑲嵌於葉片(301)與中心管(201)之間，當機油液體隨其傾斜形態，形成旋形流向，從而更加提高過濾精度與效率。
[0007]本發明濾清器或過濾器，整體工作原理與普通過濾器具有相同工作原理，包括根據相應地尺寸進行模切成型的芯體及濾料。當用於發動機時，在工作狀態下，潤滑機油的循環和普通過濾器的進出油ロ的循環一祥，所不同之處是過濾的核心，由過濾材料組成的具有過濾效率、效果的芯體濾芯。傳統過濾器是由濾紙經機械加工成型摺疊狀，形成単一阻隔式過濾方法。本發明濾芯使用的是纖維與顆粒濾料互融合成芯體，因其濾料、結構、エ藝與傳統濾紙不同，形成具有深度效應、篩分、吸附功能的過濾製作方法。產生對機油液體中各種類雜質物高級過濾效果，同時對機油在高溫、高壓下形成常見的膠質類油泥物進行塗層吸附分解效果。
[0008]本發明濾芯依據深層過濾理念，經特定生產エ藝製造成型的合成芯體，芯體結構，用尼龍改性材料製成芯體內骨架、外骨架和上下蓋板，具有耐高溫、耐腐蝕、抗衝擊カ強的特性，內外骨架和上下蓋板，經超聲波焊接形成密封整體，在1.6Mpa壓カ下，脈衝抗疲勞檢測衝擊20萬次不破裂、不變形；本發明的濾芯特殊結構，具有極強抗衝擊力。
[0009]芯體厚度是濾紙的數十倍，具有極高納汙容量，有效去除機油中懸浮物微粒鐵屑雜質物。
[0010]芯體纖維與顆粒互融形成深層過濾，產生深度效應，具有多層篩分、慣性撞擊、靜電吸附性能、有效分解吸附機油中的油泥物。
[0011]芯體深度濾層漸變孔隙率由大到小，比表面積由小到大，過濾效率由低到高產生高精度過濾效果。
[0012]從過濾材料結構及エ藝製造方法可保障本發明的上述有益效果。
[0013]使用壽命是普通柴機油濾芯的3至5倍，普通汽機油濾芯的6倍，可以使汽車行駛3至5萬公裡標準的中高端機油的最佳匹配的過濾器濾芯。
[0014]本發明的植物顆粒濾料內含緩慢釋放的抗氧化物，對高溫、高壓下運行的在線機油起到氧化還原作用。
[0015]本發明濾料及不用濾紙無金屬的合成濾芯、濾清器，不僅節省濾紙與金屬資源，在實際應用中有效延長機油使用壽命，是與高級潤滑機油應用的最佳伴侶，為發動機提供優化養護作用，也可廣泛用於多種油品及水、空氣過濾的場合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1現有機油濾清器在發動機中位置圖
[0017]圖2現有濾清器結構圖
[0018]圖33個葉片及6個葉片規格濾芯頂部截面圖
[0019]圖43個葉片規格的完整濾芯內骨架圖
[0020]圖53個葉片規格的濾芯橫截面內骨架圖
[0021]圖63個葉片規格的內骨架分解結構圖[0022]圖73個葉片規格的內骨架及濾塊分解結構圖
[0023]圖83個葉片規格的內外骨架及濾塊完整分解結構圖
[0024]圖93個葉片規格的軸向剖面圖
【具體實施方式】
[0025]如圖3至圖9所示，本發明的濾芯芯體包括芯體骨架及芯體模塊(401)。芯體骨架包括由芯體內骨架、外骨架、上下端蓋(101a，IOlb)組成。芯體內骨架包括由改性尼龍材料成型的圓柱體中心管(201)、葉片(301)，圓柱體中心管(201)經高溫燒結與3?8個豎向葉片(301)組成一體為芯體內骨架，每個葉片與圓柱體中心管形成30度夾角且等分圓周。葉片的數量是依據不同車型過濾器大小來決定，如:汽油發動機桑塔納車型適用的過濾器內為3個葉片，柴油發動機上柴汽車適用的JX1023過濾器為6個葉片，也可有8組葉片的組合。在中心管的外壁可附有40 μ m的纖維氈(211)。葉片優選厚度3_，中間一層優選為IOym精度纖維濾布膜(311)。濾塊鑲嵌於葉片之間，當機油液體隨其傾斜形態，形成旋形流向，從而更加提高過濾精度與效率。
[0026]外骨架為由改性尼龍材料燒結成型的圓柱空心體(501)，其內壁附有優選為70μπι的纖維氈(511)，套於整個芯體外側起到支撐保護芯體外側的作用。上下端蓋連接內骨架兩端，起到封閉作用。芯體內骨架、外骨架、上下端蓋由改性尼龍材料燒結成型。上與下端蓋(101a，IOlb)是根據過濾器芯體外直徑與芯體內直徑燒結成型，其主要是連接在內骨架兩端，外骨架圓柱體(501)經過超聲波焊接固定於整個芯體外圍。
[0027]本發明的合成材料的加工方法:
[0028]第一步，將多種纖維物料進行0.5?Imm徑度剪切、開松、氣浮法梳理、鋪層，形成纖維布；天然木質物原料需經切割、破碎、水洗、高溫水煮、烘乾，篩選；形成0.5?1_為一號顆粒濾料，0.8?1.2mm為二號顆粒濾料,I?1.5mm為三號顆粒濾料。
[0029]第二步，進入濾料互融工序，將纖維布鋪層於生產線輸送帶，經過振動篩將三號顆粒濾料篩分灑纖維布鋪層，再將剪切化纖進行第二鋪層，依次振動篩分二號顆粒濾料；進入履式振動滾壓，以使濾料產生互融，依此進入第三鋪層，再進入一號顆粒濾料，履式振動復壓連續進行優選為三次該工序，濾料互融定型。
[0030]經上述步驟得到的濾料體輕、徑細、質柔、性韌，具有良好的化學穩定性和吸附性。
[0031]本發明中的芯體模塊的加工方法:
[0032]首先，將上述經互融工序定型的濾料切割為濾塊，再將切割濾料塊經過帶熱蒸氣模壓成型，最後進行合成工序，先將優選為40 μ m精度纖維合成材料保護網緊裹於芯體內骨架與葉片上，再鋪裹二層、三層均為自製成型的具有優選為20 μ m精度纖維濾布，再將互融模壓成型濾料模塊(401)分別裝充於芯體內骨架與葉片之間，外層為保護網，再將高溫燒結成型的圓形外骨架即安全外罩(501)，套在整個芯體上，經超聲波焊接，形成完整密封一體的不同濾紙無金屬的合成濾芯。最後，進行減溼烘乾工序。
[0033]芯體濾塊(401)是由上述互融濾料模壓成型，其厚度、長度、寬度根據不同型號過濾器的芯體規格不同而模壓成型。芯體濾塊的數量是依據葉片的數量來決定，即:三個葉片的濾芯就填充三個芯體濾塊，依此類推。芯體濾塊填充於中心管和葉片所形成的空間中，夕卜骨架將其擠壓在其中定型。[0034]實際應用中，本發明濾料、濾芯、過濾器在過濾時，其可過濾如潤滑油等液體、氣體，適用於如空氣濾清器，濾水器，濾油器等多種應用場合。
[0035]工作流程為:以機油過濾為例，當機油泵從油底殼抽出的機油，以一定的壓カ(0.3-0.4Mpa)，從濾清器的進油ロ，進入濾清器的外骨架保護網表面，被粗過濾，之後潤滑油流入本發明濾料濾塊，由於芯體中安置有3?8組過濾葉片，且每一組過濾葉片都和中心管形成30度的夾角，形成旋形流，利於充分過濾，並因為濾塊產生對機油液體中種類雜質物高級過濾效果，同時對機油在高溫、高壓下形成常見的膠質類油泥物進行塗層吸附分解效果，並利用釋放抗氧化物的特性，對高溫、高壓下運行的在線機油起到氧化還原作用。潤滑油通過芯體濾料深度孔多級面濾層與葉片內高精度濾膜，產生深度效應多層篩分吸附過濾，再經過兩級纖維濾布層過濾，經過濾芯內骨架中心管上纖維氈保護網後，過濾後的潤滑油進入內骨架圓柱體中心管，再從出油ロ(即中心螺紋孔)流進發動機的主油道執行潤滑，進入發動機潤滑系統進行工作。完成一個過濾循環。
【權利要求】
1.ー種合成濾料及其加工方法，其特徵在於:首先將多種纖維濾料與顆粒濾料切割再分別合成，再將兩種濾料經多次鋪層、互融定型為濾料模塊，其中纖維濾料可選取棉麻、各類化纖各類下腳料，按0.5毫米、I毫米規格切割，經開松、氣浮法分解、鋪層、滾壓成纖維布，顆粒濾料可分為木質物料與礦物類物料，木質物料可選取桉樹、泡桐、楊樹、竹及果殼類下腳料，經切割破碎，按0.5mm?lmm、0.8mm?1.2mm、Imm?1.5mm篩選、清洗、高溫水煮、烘乾；礦物類物料包括稀土瓷砂。
2.根據權利要求1所述的過濾濾料及其加工方法，其特徵在於:鋪層方法可優選為，其中天然木質物原料烘乾篩選後形成0.5?Imm為一號顆粒濾料,0.8?1.2mm為二號顆粒濾料，I?1.5mm為三號顆粒濾料。將纖維布鋪層於生產線輸送帯，經過振動篩將三號顆粒濾料篩分灑纖維布鋪層，再將剪切化纖進行第二鋪層，依次振動篩分二號顆粒濾料；進入履式振動滾壓，以使濾料產生互融，依此進入第三鋪層，再進入一號顆粒濾料，履式振動復壓連續進行優選為三次的該エ序，濾料互融定型。
3.—種過濾芯體，其特徵在於:芯體無濾紙、無金屬件，其包括由改性尼龍材料燒結成型的芯體骨架及採用權利要求1所述的濾料形成的芯體模塊，芯體骨架包括上下端蓋、內夕卜圓柱空心體及3組以上葉片，葉片連接於內外空心體之間、豎向分布，每個葉片與中心圓柱體形成30度夾角並等分圓柱體圓周，芯體模塊填充於內圓柱體和葉片所形成的空間中，外圓柱體將其擠壓在其中定型。
4.根據權利要求3所述的濾芯，其特徵在於:上、下端蓋與芯體內圓柱體可燒結成型，外圓柱體可經過超聲波焊接固定於整個芯體外圍。
5.根據權利要求3?4所述的濾芯，其特徵在於:其葉片與內空心體高溫燒結成一體，葉片優選厚度3mm,中間ー層優選為10 ii m精度纖維濾布膜。
6.根據權利要求3?5所述的濾芯，其特徵在於:在內、外中心體管壁可附有纖維氈，進ー步地優選內中心體外壁可附有40 iim的纖維氈，外圓柱空心體其內壁可附有優選為70iim的纖維氈。
7.根據權利要求3?6所述的濾芯，其特徵在於:葉片的數量是依據不同車型過濾器大小來決定，優選為汽油發動機桑塔納車型適用的過濾器為3個葉片，柴油發動機汽車適用的JX1023過濾器可為6個葉片，也可有8組葉片，芯體濾塊的數量可依據葉片的數量來決定，即:三個葉片的濾芯就填充三個芯體濾塊。
8.—種過濾芯體及其製造方法，其特徵在於:先將切割後的權利要求1所述的濾料塊經過帶熱蒸氣模壓成型，然後將優選為40 精度的纖維合成材料保護網緊裹於芯體內骨架與葉片上，再鋪裹ニ層、三層均為自製成型的具有優選為20 y m精度纖維濾布，再將互融模壓成型濾料模塊分別裝充於芯體內骨架與葉片之間，外層為保護網，再將高溫燒結成型的圓形外圓柱體骨架即安全外罩，套在整個芯體上，經超聲波焊接，形成完整密封一體的不用濾紙且無金屬的合成濾芯。最後，進行減溼烘乾エ序。
9.濾清器或過濾器或過濾裝置，其特徵在於，其濾芯採用權利要求3或4或8中的濾芯。
10.根據權利要求9中所述的濾清器，其特徵在於，其可用於車用發動機的機油過濾，特別是潤滑油的過濾，還可用於液體及氣體的過濾。
【文檔編號】F01M11/03GK103590874SQ201310148637
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年4月26日 優先權日:2013年4月26日
【發明者】李宗澤, 錢永勝, 谷琦峰 申請人:李宗澤, 錢永勝, 谷琦峰