用于发动机或燃料电池的进气系统的空气滤清器及其滤芯的制作方法

1.本公开涉及空气过滤技术领域，具体涉及一种用于发动机或燃料电池的进气系统的空气滤清器及其滤芯。


背景技术：

2.空气滤清器广泛用于工程机车、汽车、农用机车、实验室、无菌操作室及各种精密操作室中的空气过滤。特别是，在发动机进气系统或燃料电池进气系统中，均会用到空气滤清器。
3.通常的用于发动机或燃料电池的进气系统的空气滤清器包括壳体及滤芯。壳体中形成空气通道。滤芯安装在空气通道中，用于对流过空气通道的空气进行过滤。滤芯通常包括由过滤介质形成过滤元件以及围绕过滤元件的框架元件。
4.现有的用于发动机或燃料电池的进气系统的空气滤清器的滤芯通常采用橡胶或塑料材料制成的框架元件。这种滤芯虽然具有结构稳定的特点，但由于框架元件截面尺寸较大，导致滤芯的有效过滤面积降低，因而过滤效率较低。


技术实现要素：

5.本公开就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种具有有效过滤面积更高的用于发动机或燃料电池的进气系统的空气滤清器及其滤芯。
6.为实现上述目的，本公开提供如下技术方案：
7.根据本公开的一种方面，提供了一种用于发动机或燃料电池的进气系统的空气滤清器，包括：壳体，具有空气通道，壳体包括第一壳体和第二壳体；以及滤芯，设置在所述空气通道中，其中，所述滤芯包括：过滤元件；以及框架元件，由片状材料制成，围绕所述过滤元件设置，包括与所述过滤元件连接的过滤侧连接片和从所述过滤侧连接片延伸形成的密封沿，密封沿夹持在第一壳体和第二壳体之间。
8.由于滤芯的框架元件使用片状材料制成，相比于常见的橡胶和塑料边框，减小了边框厚度，增大了过滤面积，提高了过滤效果。另外，通过第一壳体和第二壳体对密封沿的夹持作用，可以实现滤芯的框架元件的方便和可靠的连接。
9.优选地，滤芯为多边形，密封沿上与滤芯的相邻两边的转角对应的位置处形成有缺口；所述空气滤清器还包括密封件，设置在所述壳体的内表面上对应于所述缺口的位置，并接触所述框架元件。
10.通过在与滤芯的相邻两边的转角对应的位置处形成有缺口，使得可以通过将形成框架元件的片状材料的一部分直接弯折而形成密封沿，这样，通过在滤芯的过滤元件的每个边直接黏贴相应的片状材料，就可以形成该边的过滤侧连接片及密封沿，而且每个边均可以单独黏贴，这便于框架元件的加工制造，降低了滤芯的制造难度。另外，通过将密封件设置在所述缺口对应的位置并与框架元件接触，实现了对缺口处的密封，进一步提高了过滤效果。
11.优选地，密封件由海绵或诸如橡胶等弹性体材料制成。
12.优选地，所述密封件沿进气方向设置在所述滤芯的上游侧，并弹性施压在所述过滤侧连接片上。
13.通过密封件对过滤侧连接片的弹性施压，可以更好地实现对缺口处的密封，进一步提高了过滤效果。
14.优选地，所述过滤元件包括：沿平面延伸的主过滤壁；以及从所述主过滤壁凸起的加强壁；所述框架元件在所述滤芯的厚度方向上朝向所述滤芯的上游侧延伸超过所述过滤元件。
15.通过框架元件在滤芯的厚度方向上延伸超过过滤元件，使得框架元件的过滤侧连接片可以充分封堵过滤元件的加强壁的端部，防止上游来的气流从相邻的加强壁之间的间隙的端部绕过过滤元件而到达下游，从而确保对空气的过滤，由此进一步提高了过滤效果。
16.优选地，所述第一壳体具有围绕所述空气通道的第一壳体侧壁，所述第一壳体侧壁的沿进气方向的下游端具有第一壳体凸肋；以及，所述第二壳体具有围绕所述空气通道的第二壳体侧壁，所述第二壳体侧壁的沿进气方向的上游端具有第二壳体凹槽，其中，所述第二壳体沿所述进气方向位于所述第一壳体的下游，所述框架元件的所述密封沿延伸到所述第一壳体侧壁的下游端和所述第二壳体侧壁的沿进气方向的上游端之间，通过所述第一壳体侧壁的下游端与所述第二壳体侧壁的上游端之间的抵接而固定，其中，所述框架元件的所述密封沿通过所述第一壳体凸肋压入并固定到所述第二壳体凹槽中。
17.通过第一壳体凸肋和第二壳体凹槽的配合，实现了对滤芯的框架元件的方便和可靠的连接。
18.优选地，所述过滤元件由木浆纸、无纺布、夹炭布或熔喷复合材料制成；以及，所述框架元件由无纺布或塑料片制成。
19.通过采用木浆纸、无纺布、夹炭布或熔喷复合材料制作过滤元件，以及通过采用无纺布制作框架元件，使得在保证过滤效果的同时，还能降低生产成本。
20.根据本公开的另一个方面，提供了一种空气滤清器的滤芯，包括过滤元件和围绕所述过滤元件设置的框架元件，其中，所述框架元件由片状材料制成，包括过滤侧连接片和从所述过滤侧连接片延伸形成的密封沿，所述过滤侧连接片与所述过滤元件连接，所述密封沿用于与所述空气滤清器的壳体连接。
21.所述滤芯为多边形，密封沿上与所述滤芯的相邻两边的转角对应的位置处形成有缺口。
22.优选地，所述过滤元件包括：沿平面延伸的主过滤壁；以及从所述主过滤壁凸起的加强壁，所述框架元件在所述滤芯的厚度方向上朝向所述滤芯的上游侧延伸超过所述过滤元件。
23.优选地，所述过滤元件由木浆纸、无纺布、夹炭布或熔喷复合材料制成；以及所述框架元件由无纺布或塑料片制成。
附图说明
24.图1是本公开的实施例的空气滤清器的立体结构示意图；
25.图2是本公开的实施例的空气滤清器的立体剖视结构示意图；
26.图3是图2中的i部的局部放大结构示意图；
27.图4是本公开的实施例的滤芯的立体结构示意图；
28.图5是本公开的实施例的滤芯安装于第二壳体时的结构示意图。
29.图中：
30.100-壳体；110-第一壳体；111-第一壳体侧壁；111a-第一壳体凸肋；120-第二壳体；121-第二壳体侧壁；121a-第二壳体凹槽；
31.200-滤芯；210-过滤元件；211-主过滤壁；212-加强壁；213-间隙；220-框架元件；221-过滤侧连接片；222-密封沿；223-缺口；
32.300-密封件。
具体实施方式
33.下面将结合实施例及附图，对本公开中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
34.图1是本公开的实施例的空气滤清器的立体结构示意图；图2是本公开的实施例的空气滤清器的立体剖视结构示意图；图3是图2中的i部的局部放大结构示意图；图4是本公开的实施例的滤芯的立体结构示意图；图5是本公开的实施例的滤芯安装于第二壳体时的结构示意图。
35.参见图1和图2，示出了根据本公开的一种实施例的空气滤清器。该空气滤清器包括壳体100和滤芯200。壳体100具有空气通道，空气沿图1中的进气方向a进入空气通道。滤芯200设置在该空气通道中。
36.参见图4，滤芯200包括过滤元件210以及框架元件220。框架元件220由片状材料制成，围绕过滤元件210设置。框架元件包括过滤侧连接片221和从所述过滤侧连接片221延伸形成的密封沿222，所述过滤侧连接片210与所述过滤元件210连接，所述密封沿222与所述壳体100连接。
37.由于滤芯200的框架元件220使用片状材料制成，相比于常见的橡胶和塑料边框，减小了边框厚度，增大了有效过滤面积，提高了过滤效果。
38.从图1和2中还可以看到，优选地，在本公开的实施例中，壳体100沿进气方向a包括位于上游的第一壳体110和位于下游的第二壳体120。所述密封沿222夹持在第一壳体110和第二壳体120之间。
39.通过第一壳体110和第二壳体120对密封沿222的夹持作用，可以实现滤芯200的框架元件220的方便和可靠的连接。
40.在本公开的实施例中，过滤元件210可以由木浆纸、无纺布、夹炭布或熔喷复合材料制成，框架元件220可以由无纺布或塑料片制成。通过采用木浆纸、无纺布、夹炭布或熔喷复合材料制作过滤元件210，以及通过采用无纺布或塑料片制作框架元件220，使得可以在保证过滤效果的同时，进一步降低生产成本。
41.本公开的实施例中，滤芯200可以为多边形，相应地，空气滤清器的壳体100(包括第一壳体110和第二壳体120)的截面形状也为与滤芯对应的多边形。例如，从图1和2可以看
到，在本公开的实施例中，壳体100为矩形截面的壳体。相应地，从图4中还可以看到，在本公开的实施例中，滤芯200也呈矩形形状。滤芯200的形状是与壳体的截面形状相适应的。
42.参见图4，滤芯200的框架元件220在从过滤侧连接片221延伸形成密封沿222时，密封沿222上与滤芯200的相邻两边的转角对应的位置处会形成缺口223。特别是，缺口223的位置与壳体100的空气通道中的转角位置相对应。通过在与滤芯200的相邻两边的转角对应的位置处形成有缺口223，使得可以通过将形成框架元件的片状材料的一部分直接弯折而形成密封沿，便于框架元件的加工制造，降低了滤芯的制造难度。在具体实施时，举例来说，片状材料可以是贴附在过滤元件的各个边上的多个贴片，这些贴片各自形成一个框架元件，因此，通过在滤芯的过滤元件的每个边直接黏贴相应的片状材料，就可以形成该边的过滤侧连接片及密封沿，这样每个边均可以单独黏贴。另外，可选择地，片状材料也可以是沿过滤元件的周边延伸的一个整体的贴片，因此该贴片形成一个整体的框架元件。
43.在通过框架元件220将滤芯200连接到壳体100的空气通道中时，在框架元件200的缺口223的位置可能会出现空气泄漏，使得空气不经过过滤而到达滤芯200的下游侧。
44.为此，参见图1和图2，在本公开的实施例中，可以进一步设置密封件300，该密封件300设置在所述壳体100的内表面上对应于所述缺口223的位置，并接触所述框架元件220。在本实施例中，密封件300设置在空气通道中的转角位置。
45.通过将密封件300设置在与缺口223对应的位置并与框架元件220接触，实现了对缺口223处的密封，进一步提高了过滤效果。同时，由于密封件300可以直接黏贴在第一壳体110的相应的壁上，因此使用密封件也降低了滤芯的制造难度。
46.优选地，在本公开的实施例中，密封件300沿进气方向a设置在所述滤芯200的上游侧，并弹性施压在过滤侧连接片221上。如图1和2所示，空气沿进气方向a由上向下进入空气通道，相应地，密封件300设置在滤芯200的上方，并弹性地施压在滤芯200的框架元件220的过滤侧连接片221的顶部上。
47.密封件300可以由海绵或诸如橡胶等弹性体材料制成。
48.通过密封件300对过滤侧连接片221的弹性施压，可以更好地实现对缺口223处的密封，进一步提高了过滤效果。
49.参见图3，在本公开的该实施例中，过滤元件210包括沿平面延伸的多个主过滤壁211，两个相邻的主过滤壁211之间形成向上凸起的直立的加强壁212。相邻的两个加强壁212的顶部相连，二者之间形成间隙213。框架元件220围绕在过滤元件210的周围，这时，如果框架元件220的顶部低于滤芯210的顶部，则有可能出现框架元件220的过滤侧连接片221不能完全覆盖间隙213的情形，使得空气可能经由间隙213泄漏，不经过过滤而到达滤芯200的下游。为此，从图3可以看到，在本公开的实施例中，框架元件220的上端向上延伸超过过滤元件210的顶部，即，框架元件220在滤芯200的厚度方向上朝向滤芯200的上游侧延伸超过过滤元件210。
50.通过框架元件220在滤芯200的厚度方向上延伸超过过滤元件210，使得框架元件的过滤侧连接片221可以充分封堵过滤元件210的加强壁212的端部，防止上游来的气流从相邻的加强壁212之间的间隙213端部绕过过滤元件210而到达下游，从而确保对空气的过滤，由此进一步提高了过滤效果。
51.参见图1和图2，在本公开的实施例中，第一壳体110具有围绕所述空气通道的第一
壳体侧壁111，第二壳体120具有围绕所述空气通道的第二壳体侧壁121。空气沿进气方向a自上而下进入空气通道。在本实施例中，框架元件220的密封沿222延伸到第一壳体侧壁111的下端(即沿进气方向a的下游端)和第二壳体侧壁121的上端(即沿进气方向a的上游端)之间，这样，框架元件220的密封沿222可以通过所述第一壳体侧壁111的下游端与所述第二壳体侧壁121的上游端之间的抵接而固定。
52.由于框架元件220的密封沿222设置在第一壳体111的下游端和第二壳体121的上游端之间，因此，通过二者之间的抵接施压而固定，可以实现滤芯200的框架元件220的方便和可靠的连接。
53.参见图5，在本发明的实施例中，优选地，可以在第二壳体侧壁121的上端(即，沿进气方向a的上游端)设置第二壳体凹槽121a，框架元件220的所述密封沿222可以放置在该第二壳体凹槽121a中。
54.相应地，结合参见图2、图3，可以在第一壳体侧壁111的下端(即，沿进气方向a的下游端)设置第一壳体凸肋111a，使得第一壳体110和第二壳体120结合时，所述框架元件220的所述密封沿222通过所述第一壳体凸肋111a压入并固定到所述第二壳体凹槽121a中。
55.这样，通过第一壳体凸肋111a和第二壳体凹槽121a的配合，实现了对滤芯200的框架元件220的方便和可靠的连接。
56.当然，在实际的实施例中，第一壳体侧壁111和第二壳体侧壁121的彼此相对端面也可以不设置第一壳体凸肋111a和第二壳体凹槽121a，而是直接采用平面结构进行相互抵接而以夹持的方式实现框架元件220与壳体的连接。
57.另外，虽然在本公开的实施例中，滤芯200的框架元件220是通过第一壳体110和第二壳体120的相互抵接而以夹持的方式固定在二者之间的，但其他固定方式，例如将框架元件220的密封沿粘接于壳体100的内表面的方式，也是可行的。
58.显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.用于发动机或燃料电池的进气系统的空气滤清器，包括：壳体(100)，具有空气通道，所述壳体(100)包括第一壳体(110)和第二壳体(120)；以及滤芯(200)，设置在所述空气通道中，其特征在于，所述滤芯(200)包括：过滤元件(210)；以及框架元件(220)，由片状材料制成，围绕所述过滤元件(210)设置，包括与所述过滤元件(210)连接的过滤侧连接片(221)和从所述过滤侧连接片(221)延伸形成的密封沿(222)，所述密封沿(222)夹持在所述第一壳体(110)和第二壳体(120)之间。2.根据权利要求1所述的空气滤清器，其特征在于：所述滤芯(200)为多边形，所述密封沿(222)上与所述滤芯(200)的相邻两边的转角对应的位置处形成有缺口(223)；所述空气滤清器还包括密封件(300)，设置在所述壳体(100)的内表面上对应于所述缺口(223)的位置，并接触所述框架元件(220)。3.根据权利要求2所述的空气滤清器，其特征在于：所述密封件(300)沿进气方向(a)设置在所述滤芯(200)的上游侧，并弹性施压在所述过滤侧连接片(221)上。4.根据权利要求1所述的空气滤清器，其特征在于：所述过滤元件(210)包括：沿平面延伸的主过滤壁(211)；以及从所述主过滤壁(211)凸起的加强壁(212)；所述框架元件(220)在所述滤芯(200)的厚度方向上朝向所述滤芯(200)的上游侧延伸超过所述过滤元件(210)。5.根据权利要求1所述的空气滤清器，其特征在于，所述第一壳体(110)具有围绕所述空气通道的第一壳体侧壁(111)，所述第一壳体侧壁(111)的沿进气方向(a)的下游端具有第一壳体凸肋(111a)；以及所述第二壳体(120)具有围绕所述空气通道的第二壳体侧壁(121)，所述第二壳体侧壁(121)的沿进气方向(a)的上游端具有第二壳体凹槽(121a)，其中，所述第二壳体(120)沿所述进气方向(a)位于所述第一壳体(110)的下游，所述框架元件(220)的所述密封沿(222)延伸到所述第一壳体侧壁(111)的下游端和所述第二壳体侧壁(121)的沿进气方向(a)的上游端之间，通过所述第一壳体侧壁(111)的下游端与所述第二壳体侧壁(121)的上游端之间的抵接而固定，其中，所述框架元件(220)的所述密封沿(222)通过所述第一壳体凸肋(111a)压入并固定到所述第二壳体凹槽(121a)中。6.根据权利要求1至5中任一项所述的空气滤清器，其特征在于，所述过滤元件(210)由木浆纸、无纺布、夹炭布或熔喷复合材料制成；以及所述框架元件(220)由无纺布或塑料片制成。7.用于发动机或燃料电池的进气系统的滤芯(200)，包括过滤元件(210)和围绕所述过滤元件(210)设置的框架元件(220)，其特征在于，所述框架元件(220)由片状材料制成，包括与所述过滤元件(210)连接的过滤侧连接片
(221)和从所述过滤侧连接片(221)延伸形成的密封沿(222)。8.根据权利要求7所述的滤芯(200)，其特征在于：所述滤芯(200)为多边形，所述密封沿(222)上与所述滤芯(200)的相邻两边的转角对应的位置处形成有缺口(223)。9.根据权利要求7所述的滤芯(200)，其特征在于：所述过滤元件(210)包括：沿平面延伸的主过滤壁(211)；以及从所述主过滤壁(211)凸起的加强壁(212)，所述框架元件(220)在所述滤芯(200)的厚度方向上朝向所述滤芯(200)的上游侧延伸超过所述过滤元件(210)。10.根据权利要求7至9中任一项所述的滤芯(200)，其特征在于，所述过滤元件(210)由木浆纸、无纺布、夹炭布或熔喷复合材料制成；以及所述框架元件(220)由无纺布或塑料片制成。

技术总结
本公开披露了一种用于发动机或燃料电池的进气系统的空气滤清器及其滤芯。空气滤清器包括：壳体(100)，具有空气通道，壳体(100)包括第一壳体(110)和第二壳体(120)；以及滤芯(200)，设置在空气通道中，其中，滤芯(200)包括：过滤元件(210)；以及框架元件(220)，由片状材料制成，围绕过滤元件(210)设置，包括与过滤元件(210)连接的过滤侧连接片(221)和从过滤侧连接片(221)延伸形成的密封沿(222)，密封沿(222)夹持在第一壳体(110)和第二壳体(120)之间。本公开减小了滤芯的边框厚度，增大了过滤面积，提高了过滤效果。提高了过滤效果。提高了过滤效果。


技术研发人员：乔基奥
受保护的技术使用者：上海索菲玛汽车滤清器有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/5/26