阅读说明：本技术 一种折叠滤芯 (Folding filter element ) 是由 贾建东 廖卫泉 柯文静 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种折叠滤芯,其包括中心杆,外壳和位于两者间的褶状滤膜,每个褶具有靠近中心杆侧的褶谷,靠近外壳侧的褶峰及由褶谷延伸至褶峰的第一腿和第二腿,与中心杆间隔开的褶谷为第一褶谷,与中心杆接触的褶谷为第二褶谷,与外壳间隔开的褶峰为第一褶峰,与外壳接触的褶峰为第二褶峰。第一褶谷和第一褶峰的存在,增大了滤芯的纳污容量,可解决现有滤芯过早堵塞的问题。每个褶的第一腿和第二腿的高度至少为中心杆和外壳间距的50%,使得褶的安装操作更简单,不易发生褶的变形,结构稳定性好。而第二褶谷附近的腿的内侧形成第一空隙和第二褶峰附近的腿的内侧形成第二空隙可减小进料流体和洁净滤液的流动压差,改善流体通过滤芯时的流动特性。(The invention relates to a pleated filter element comprising a central core, a shell and a pleated filter membrane therebetween, each pleat having a pleat valley near the side of the central core, a pleat peak near the side of the shell and a first leg and a second leg extending from the pleat valley to the pleat peak, the pleat valley spaced from the central core being a first pleat valley, the pleat valley in contact with the central core being a second pleat valley, the pleat peak spaced from the shell being a first pleat peak, and the pleat peak in contact with the shell being a second pleat peak. The existence of first pleat valley and first pleat peak has increased the soil holding capacity of filter core, can solve the problem of current filter core premature jam. The height of the first leg and the second leg of each pleat is at least 50% of the distance between the center rod and the shell, so that the mounting operation of the pleats is simpler, the pleats are not easy to deform, and the structural stability is good. And the first voids formed in the inner sides of the legs adjacent the second valleys and the second voids formed in the inner sides of the legs adjacent the second crests reduce the flow differential between the feed fluid and the clean filtrate, improving the flow characteristics of the fluid through the filter element.)

一种折叠滤芯

技术领域

本发明涉及过滤技术领域，特别是一种折叠滤芯。

背景技术

如附图1所示的现有的折叠滤芯，所有的褶的褶高相等，在褶的整个高度范围内，褶的表面紧密贴在一起，且所有的褶峰和褶谷分别接触滤芯的中心杆和外壳。由于所有的褶高度相等并且褶表面在整个高度范围内紧紧地贴在一起，仅靠近褶峰和褶谷的比较小的面积的褶表面裸露出来。该滤芯在过滤过程中，假如流体的流向为由滤芯的外侧朝向内侧流动时，流体中的颗粒不断在褶峰附近裸露出来的褶表面上积累，容易导致褶峰端附近的滤膜过早堵塞问题。若流体的流动方向相反时，则容易导致褶谷端附近的滤膜过早堵塞，且由于褶的表面包括褶谷和褶峰的整个高度范围内紧紧挤压一起，还对流体流动造成较大的阻力，导致过滤速率小。

为了解决以上问题，专利号为JP4634890B2的日本专利提供一种折叠滤芯，该折叠滤芯具有不与内芯或外壳接触的褶，使得进料流体能够与滤膜的更大的面积接触，并提供更大的有效过滤膜面积。如该日本专利附图所示，该折叠滤芯的褶的形式为，外壳侧褶单元包括至少两个接触外壳的褶峰及位于两褶峰之间的至少一个褶谷，该褶谷不与内芯接触；内芯侧褶单元，包含至少两个接触内芯的褶谷及位于两褶谷之间的至少一个褶峰，该褶峰不与外壳接触，且内芯侧褶单元的褶峰的高度高于外壳侧褶单元的褶谷高度，从而内芯侧褶单元的褶峰和外壳侧褶单元的褶谷形成部分重叠。该折叠滤芯安装在内芯和外壳之间后，内芯侧，褶谷间紧密接触，外壳侧，每相邻的两个褶峰之间留有较大的未填充空间，达到了使更大面积的滤膜裸露出来，增大了外壳侧用于截留进料流体中的颗粒污染物的膜面积的目的，以缓解褶峰端的滤膜过早堵塞的问题。

但是，由于该滤芯的外壳侧存在较大的未被滤膜填充的空间，即外壳侧的空间未被充分利用，该折叠滤芯实际能够提供的滤膜面积比较小。此外，为了提高折叠滤芯整体的机械强度，内芯侧褶单元的不与外壳接触的褶峰和外壳侧褶单元的不与内芯接触的褶谷部分重叠，实际安装时，将折叠好的滤膜安装在内芯和外壳之间，要确保内芯侧褶单元的不与外壳接触的褶峰与外壳侧褶单元的不与内芯接触的褶谷正好形成部分重叠并保证褶结构稳定是不容易的，即该折叠滤芯的滤膜安装操作不方便，且外壳侧褶单元的不与内芯接触的褶谷较短，安装时容易被相邻的两个内芯侧褶单元的不与外壳接触的褶峰向外挤出，发生变形，即外壳侧褶单元的结构稳定性不好。

因此，需要改善折叠滤芯的结构，解决现有折叠滤芯存在的过早堵塞的问题，同时减小对流体的流动阻力，增大过滤速率，并简化褶的安装操作，确保褶安装完成后，褶的结构稳定性好。

发明内容

本发明所要达到的目的是提供一种折叠滤芯，以解决现有折叠滤芯存在的过早堵塞的问题，减小对流体的流动阻力，增大过滤速率，并简化褶的安装操作，确保褶安装完成后，褶的结构稳定性好。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种折叠滤芯，包括中心杆，外壳和位于两者间的滤膜，所述的中心杆和外壳具有液体可透过的孔隙，所述的滤膜折叠形成褶，每个所述的褶具有靠近中心杆侧的褶谷，靠近外壳侧的褶峰及由褶谷延伸至褶峰的两条腿，所述的褶谷和褶峰以固定的频率分别与中心杆和外壳间隔开，所述的与中心杆间隔开的褶谷为第一褶谷，所述的与中心杆接触的褶谷为第二褶谷，所述的与外壳间隔开的褶峰为第一褶峰，所述的与外壳接触的褶峰为第二褶峰，所述的第一褶谷与中心杆之间的距离为中心杆和外壳之间的间距的5%-50%，所述的第一褶峰与外壳之间的距离为中心杆和外壳之间的间距的5%-50%，所述的第二褶谷附近的腿的内侧形成第一空隙，所述的第二褶峰附近的腿的内侧形成第二空隙，所述的第一空隙和第二空隙在滤芯的整个轴向高度范围内延伸。

现有的折叠滤芯，由于所有的褶的高度相等并且褶表面在整个高度范围内紧密贴在一起，仅靠近褶峰和褶谷的比较小的面积的褶表面裸露出来，外壳侧和内芯侧的褶峰端和褶谷端的滤膜容易过早堵塞，滤膜实际用于过滤的有效面积过小。

本发明提供的折叠滤芯，在中心杆侧，存在与中心杆间隔开的第一褶谷，在外壳侧，存在与外壳间隔开的第一褶峰，因此两侧均有较大面积的滤膜裸露出来，用于截留颗粒污染物，增大中心杆侧和外壳侧滤膜的纳污容量，可解决现有折叠滤芯存在的过早堵塞的问题。

日本专利JP4634890B2提供的折叠滤芯，虽然可解决滤膜过早堵塞的问题，但是其提供的滤膜在安装时，要确保内芯侧褶单元的不与外壳接触的褶峰与外壳侧褶单元的不与内芯接触的褶谷正好形成部分重叠，并确保结构稳定是不容易的，即该折叠滤芯的滤膜安装操作不方便；且外壳侧褶单元的不与内芯接触的褶谷较短，安装时容易被相邻的两个内芯侧褶单元的不与外壳接触的褶峰向外挤出，发生变形，即外壳侧的短褶的结构稳定性不好。

本发明提供的折叠滤芯，第一褶谷与中心杆之间的距离为中心杆和外壳之间的间距的5%-50%，第一褶峰与外壳之间的距离为中心杆和外壳之间的间距的5%-50%，即所有第一褶谷和第一褶峰所在的褶的两条腿的高度至少为中心杆和外壳之间的间距的50%，因此可避免因为褶过短而容易发生变形的问题且安装操作也更简单，安装完成后，褶的结构稳定性好。

此外，现有的折叠滤芯，由于所有的褶的高度相等，褶表面在整个高度范围内包括所有相邻的褶谷和所有相邻的褶峰紧密挤压，给进料流体和洁净滤液的流动造成较大的流动阻力，导致滤芯的过滤速率小。

本发明提供的折叠滤芯，由于褶谷和褶峰以固定频率分别与中心杆和外壳间隔开，那么与所述的第一褶谷相邻的第二褶谷不被第一褶谷挤压，与所述的第一褶峰相邻的第二褶峰不被第一褶峰挤压，使得所有的第二褶谷和第二褶峰受到的挤压作用力大大减小，从而在第二褶谷附近的腿的内侧形成第一空隙，在第二褶峰附近的腿的内侧形成第二空隙，该第一和第二空隙可减小进料流体和洁净滤液的流动压差，减小其对流体的流动阻力，进而改善流体通过滤芯时的流动特性，加快过滤速率，增大滤膜的实际过滤面积，提高过滤效率。并且，第一空隙和第二空隙在折叠滤芯的整个高度范围内延伸，形成在滤芯的整个高度范围内延伸的流体流道，从而流体可快速通过中心杆侧和外壳侧的滤膜，加快滤芯的过滤速率。

进一步的，所述的第一褶谷与中心杆之间形成第三空隙，所述的第一褶峰与外壳之间形成第四空隙，所述的第三空隙将其两侧的第二褶谷间隔开，所述的第四空隙将其两侧的第二褶峰间隔开。

第一褶谷与中心杆之间形成第三空隙，第一褶峰与外壳之间形成第四空隙，第三空隙将其两侧的第二褶谷间隔开，第四空隙将其两侧的第二褶峰间隔开，其确保第一褶谷与中心杆间流体连通和第一褶峰与外壳间流体连通，避免给流体流动造成额外的阻力，提高过滤速率。

进一步的，所述的第三空隙的最窄处至少为第一褶谷对应的两条腿的厚度的1/10，所述的第四空隙的最窄处至少为第一褶峰对应的两条腿的厚度的1/10。

由于与第一褶谷相邻的第二褶谷不被第一褶谷挤压，与第一褶峰相邻的第二褶峰不被第一褶峰挤压，使得所有的第二褶谷和第二褶峰受到的挤压作用力大大减小，第二褶谷和第二褶峰分别向第三空隙和第四空隙的空间内鼓出，在第二褶谷附近的腿的内侧形成第一空隙，在第二褶峰附近的腿的内侧形成第二空隙，并使得第三空隙和第四空隙形状不规则，有些区域的空隙比较小。但是，本发明提供的折叠滤芯，确保第三空隙的最窄处至少为第一褶谷对应的两条腿的厚度的1/10，第四空隙的最窄处至少为第一褶峰对应的两条腿的厚度的1/10，其保证了被第三空隙间隔开的两个的第二褶谷之间和被第四空隙间隔开的两个第二褶峰之间始终留有一定宽度的空隙，从而第一褶谷与中心杆间的流体通道不被截断，第一褶峰与外壳间的流体通道不被截断，即保证第一褶谷与中心杆间的流体连通及第一褶峰与外壳间的流体连通，以便于流体快速通过，加快过滤速率。

进一步的，所述的第一空隙的径向长度为第一褶谷与中心杆之间的距离的70%以上，所述的第二空隙的径向长度为第一褶峰与外壳之间的距离的70%以上。

该第一和第二空隙的径向长度分别为第一褶谷与中心杆之间的距离和第一褶峰与外壳之间的距离的70%以上，其可大幅减小进料流体和洁净滤液的透过第二褶谷和第二褶峰时的流动压差，减小流动阻力，显著改善流体通过滤芯时的流动特性。

进一步的，所述的第三空隙的径向长度大于第四空隙的径向长度。

由于中心杆侧空间小，容易对流体的流动造成较大的阻力，而外壳侧空间大，褶峰与外壳间的间距对滤膜的过滤面积影响较大，本发明提供的折叠滤芯，第三空隙的径向长度大于第四空隙的径向长度，即中心杆侧的第一褶谷与中心杆的间距大于外壳侧的第一褶峰与外壳的间距，其减小了流体通过中心杆附近的滤膜的流动阻力，并提供足够大的滤膜过滤面积。

进一步的，所述的第三空隙和第四空隙在滤芯的整个轴向高度范围内延伸。

第三空隙和第四空隙在滤芯的整个轴向高度范围内延伸，从而分别在第一褶谷与中心杆之间及第一褶峰与外壳之间形成流体流道，该流体流道的形成可减小流体的流动阻力，便于流体快速通过。

进一步的，所述的两条腿由褶谷以一定的曲率弯曲延伸至褶峰。

进一步的，在与所述的折叠滤芯的轴向垂直的横截面中，所述的褶谷的切线不通过中心杆的中心。

在与折叠滤芯的轴向垂直的横截面中，褶谷的切线不通过中心杆的中心，即所有褶的两条腿均以恒定的曲率并沿着同一方向在中心杆和外壳之间的空间内弯曲延伸，使得相邻腿间的接触支撑作用均匀化，相邻腿间的空隙也变得均匀。过滤时，流体可快速进入相邻腿间的空间，并均匀分布于滤膜表面，增大滤膜的有效过滤面积，加快过滤速率。

进一步的，在所述的中心杆侧，每两个所述的第二褶谷后接续一个第一褶谷，在所述的外壳侧，每两个所述的第二褶峰后接续一个第一褶峰。

进一步的，在所述的中心杆侧，每两个所述的第二褶谷后接续两个第一褶谷，在所述的外壳侧，每两个所述的第二褶峰后接续两个第一褶峰。

本发明提供的折叠滤芯，在中心杆侧，存在与中心杆间隔开的第一褶谷，在外壳侧，存在与外壳间隔开的第一褶峰，因此两侧均有较大面积的滤膜裸露出来，用于截留颗粒污染物，增大中心杆侧和外壳侧滤膜的纳污容量，可解决现有折叠滤芯的过早堵塞的问题；第一褶谷与中心杆之间的距离为中心杆和外壳之间的间距的5%-50%，第一褶峰与外壳之间的距离为中心杆和外壳之间的间距的5%-50%，即所有第一褶谷和第一褶峰所在的褶的两条腿的高度至少为中心杆和外壳之间的间距的50%，因此可避免因为褶过短而容易发生变形的问题且安装操作也更简单，安装完成后，褶的结构稳定性好。而由于与第一褶谷相邻的第二褶谷不被第一褶谷挤压，与第一褶峰相邻的第二褶峰不被第一褶峰挤压，使得所有的第二褶谷和第二褶峰受到的挤压作用力大大减小，从而在第二褶谷附近的腿的内侧形成第一空隙，在第二褶峰附近的腿的内侧形成第二空隙，该第一和第二空隙可减小进料流体和洁净滤液的流动压差，减小流体的流动阻力，进而改善流体通过滤芯时的流动特性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为现有的折叠滤芯的附视图；

图2为本发明提供的第一种折叠滤芯的俯视图；

图3为本发明提供的第二种折叠滤芯的俯视图；

图4a和图4b为图3的局部放大；

其中，1-中心杆，2-外壳，3-褶，31S-第一褶谷，31L-第二褶谷，310-第一空隙，32S-第一褶峰，32L-第二褶峰，320-第二空隙，311-第三空隙，321-第四空隙。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面列举两种实施例，来对本发明提供的折叠滤芯的结构进行说明。

如图2所示的第一种形式的折叠滤芯，其包括中心杆1，外壳2和位于两者间的滤膜，滤膜的上游侧设有间隔层，下游侧设有排水层，避免滤膜的表面直接紧密贴在一起，使得滤膜表面间预留一定的空间，便于流体流动，减小流动阻力。中心杆1和外壳2具有液体可透过的孔隙，滤膜折叠形成褶3，每个褶3具有靠近中心杆1侧的褶谷，靠近外壳2侧的褶峰及由褶谷以一定的曲率弯曲延伸至褶峰的两条腿。褶谷和褶峰以固定的频率分别与中心杆1和外壳2间隔开，与中心杆1间隔开的褶谷为第一褶谷31S，与中心杆1接触的褶谷为第二褶谷31L，与外壳2间隔开的褶峰为第一褶峰32S，与外壳2接触的褶峰为第二褶峰32L。

在中心杆1侧，每两个第二褶谷31L后接续一个第一褶谷31S，在外壳2侧，每两个第二褶峰32L后接续一个第一褶峰32S，第一褶谷31S与中心杆1之间的距离为中心杆1和外壳2之间的间距的5%-50%，第一褶峰32S与外壳2之间的距离为中心杆1和外壳2之间的间距的5%-50%。与第一褶谷31S相邻的第二褶谷31L不被第一褶谷31S挤压，与第一褶峰32S相邻的第二褶峰32L不被第一褶峰32S挤压。

如图3所示的第二种形式的折叠滤芯，其包括中心杆1，外壳2和位于两者间的滤膜，滤膜的上游侧设有间隔层，下游侧设有排水层，避免滤膜的表面直接紧密贴在一起，使得滤膜表面间预留一定的空间，便于流体流动，减小流动阻力。中心杆1和外壳2具有液体可透过的孔隙，滤膜折叠形成褶3，每个褶3具有靠近中心杆1侧的褶谷，靠近外壳2侧的褶峰及由褶谷以一定的曲率弯曲延伸至褶峰的两条腿。褶谷和褶峰以固定的频率分别与中心杆1和外壳2间隔开，与中心杆1间隔开的褶谷为第一褶谷31S，与中心杆1接触的褶谷为第二褶谷31L，与外壳2间隔开的褶峰为第一褶峰32S，与外壳2接触的褶峰为第二褶峰32L。

在中心杆1侧，每两个第二褶谷31L后接续两个第一褶谷31S，在外壳2侧，每两个第二褶峰32L后接续两个第一褶峰32S，第一褶谷31S与中心杆1之间的距离为中心杆1和外壳2之间的间距的5%-50%，第一褶峰32S与外壳2之间的距离为中心杆1和外壳2之间的间距的5%-50%。从而，中心杆1和外壳2两侧均有较大面积的滤膜裸露出来，用于截留颗粒污染物，增大中心杆1侧和外壳2侧滤膜的纳污容量，可解决现有折叠滤芯的过早堵塞的问题。

而第一褶谷31S与中心杆1之间的距离为中心杆1和外壳2之间的间距的5%-50%，第一褶峰32S与外壳2之间的距离为中心杆1和外壳2之间的间距的5%-50%，即所有第一褶谷31S和第一褶峰32S所在的褶的两条腿的高度至少为中心杆1和外壳2之间的间距的50%，因此可避免因为褶过短而容易发生变形的问题且安装操作也更简单，安装完成后，褶的结构稳定性好。

图4a和图4b为图3的局部放大示图，如图4a和4b所示，与第一褶谷31S相邻的第二褶谷31L不被第一褶谷31S挤压，与第一褶峰32S相邻的第二褶峰32L不被第一褶峰32S挤压，在第二褶谷31L附近的腿的内侧形成第一空隙310，在第二褶峰32L附近的腿的内侧形成第二空隙320。该第一空隙310的径向长度为第一褶谷31S与中心杆1之间的距离的70%以上，第二空隙320的径向长度为第一褶峰32S与外壳2之间的距离的70%以上，其可大幅减小进料流体和洁净滤液的透过褶谷和褶峰时的流动压差，减小流动阻力，显著改善流体通过滤芯时的流动特性。并且，第一空隙310和第二空隙320在折叠滤芯的整个轴向高度范围内延伸，形成在滤芯的整个轴向高度范围内延伸的流体流道，从而流体可快速通过中心杆1侧和外壳2侧的滤膜，加快滤芯的过滤速率。

更进一步的，第一褶谷31S与中心杆1之间形成第三空隙311，第一褶峰32S与外壳2之间形成第四空隙321，第三空隙311将其两侧的第二褶谷31L间隔开，第四空隙321将其两侧的第二褶峰32L间隔开，其确保第一褶谷31S与中心杆1间流体连通和第一褶峰32S与外壳2间流体连通，避免给流体流动造成额外的阻力，提高过滤速率。

比较好的是，第三空隙311的最窄处至少为第一褶谷31S对应的两条腿的厚度的1/10，第四空隙321的最窄处至少为第一褶峰32S对应的两条腿的厚度的1/10。由于与第一褶谷31S相邻的第二褶谷31L不被第一褶谷31S挤压，与第一褶峰32S相邻的第二褶峰32L不被第一褶峰32S挤压，使得所有的第二褶谷31L和第二褶峰32L受到的挤压作用力大大减小，第二褶谷31L和第二褶峰32L分别向第三空隙311和第四空隙321的空间内鼓出，在第二褶谷31L附近的腿的内侧形成第一空隙310，在第二褶峰32L附近的腿的内侧形成第二空隙320，并使得第三空隙311和第四空隙321形状不规则，有些区域的空隙比较小。而本发明提供的折叠滤芯中，第三空隙311的最窄处至少为第一褶谷31S对应的两条腿的厚度的1/10，第四空隙321的最窄处至少为第一褶峰32S对应的两条腿的厚度的1/10，其保证了被第三空隙311间隔开的两个的第二褶谷31L之间和被第四空隙321间隔开的两个第二褶峰32L之间始终留有一定宽度的空隙，从而第一褶谷31S与中心杆1间的流体通道不被截断，第一褶峰32S与外壳2间的流体通道不被截断，即保证第一褶谷31S与中心杆1间的流体连通及第一褶峰32S与外壳2间的流体连通，以便于流体快速通过，加快过滤速率。

另外，第三空隙311的径向长度大于第四空隙321的径向长度。由于中心杆1侧空间小，容易对流体的流动造成较大的阻力，而外壳2侧空间大，褶峰与外壳2间的间距对滤膜的过滤面积影响较大，而本发明提供的折叠滤芯中，第三空隙311的径向长度大于第四空隙321的径向长度，即中心杆1侧的第一褶谷31S与中心杆1的间距大于外壳2侧的第一褶峰32S与外壳2的间距，其减小了流体通过中心杆1附近的滤膜的流动阻力，并提供足够大的滤膜过滤面积。并且，第三空隙311和第四空隙321在滤芯的整个轴向高度范围内延伸，从而分别在第一褶谷31S与中心杆1之间及第一褶峰32S与外壳2之间形成流体流道，该流体流道的形成可减小流体的流动阻力，便于流体快速通过。

在与折叠滤芯的轴向垂直的横截面中，第一和第二褶谷31S和31L的切线不通过中心杆1的中心，即所有褶的两条腿均以恒定的曲率并沿着同一方向在中心杆1和外壳2之间的空间内弯曲延伸，如两条腿均沿着顺时针方向或者均沿着逆时针方向弯曲延伸，使得相邻腿间的接触支撑作用均匀化，相邻腿间的空隙也变得均匀。过滤时，流体可快速进入相邻腿间的空间，并均匀分布于滤膜表面，增大滤膜的有效过滤面积，加快过滤速率。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。