技术摘要：
本发明涉及一种用于从液体中分离气泡(11)的分离元件(10)，尤其是从液压油中分离气泡(11)的分离元件(10)，其包括带有开孔的材料结构(13)的容积体(12)，所述材料结构(13)具有多个单元(14)，单元(14)彼此偏移布置为使得引导气泡(11)通过材料结构(13)的多个流动路径(15)以  全部
背景技术：
过滤器系统一般认为是过滤掉液体中的固体颗粒，例如液压油、润滑油或发动机 油，从而净化液体。用于液体过滤的众所周知的过滤器系统包括管线过滤器、吸滤器和回流 过滤器。众所周知的问题是油中含有空气，它以空气气泡的形式陷入油中。由于空气气泡的 物理特性，它们不能从油中过滤掉。空气气泡流过过滤器的过滤器元件，因此被精细压碎， 然后再次与油混合。由于对液体纯度的要求增加，过滤器元件必须过滤掉越来越小的固体 颗粒，因此过滤器元件的过滤材料更紧密地接合，因此油中的空气气泡被粉碎得越来越精 细。 特别是在现代罐式过滤器系统中，将压碎的空气气泡混入油中会产生相当大的问 题，因为在罐容积的设计中考虑了油中的空气含量。此种罐式过滤器系统利用增大的体积 流量处理少量液体，这导致罐中油的高空气气泡输入。此外，越来越多地使用新的合成油和 添加剂被用，以防止在罐中的油表面区域中形成泡沫。这导致罐式过滤器系统中的小尺寸 空气气泡形式的空气含量进一步增加。 例如，DE102014000903A1中公开了一种具有过滤器元件的过滤器装置，其通过具 有聚结特性的介质层将气体或空气与液体分离。此外，过滤器元件具有过滤固体颗粒的过 滤层。这里存在的缺点是空气气泡在介质层中具有短的停留时间，降低了空气气泡碰撞并 结合以形成更大的空气气泡的可能性。因此，由于所述介质层，空气气泡仅可以从液体中分 离到相对减少的程度。
技术实现要素：
因此，本发明的目的是提供一种分离元件，所述分离元件通过改进的内部设计，提 高了从液体中分离气泡的效率。本发明的进一步目的是提供从液体中分离气泡的分离单 元，过滤器元件，过滤器壳体，过滤器装置及方法。 具体地，所述目的通过一种用于从液体，特别是从液压油中分离气泡的分离元件 来实现。分离元件包括具有开孔的材料结构的容积体，所述开孔的材料结构具有多个单元， 这些单元彼此偏移布置，使得用于引导气泡通过材料结构的多个流动路径以迷宫式方式运 行。材料结构包括至少一个接触区域，在此区域至少两个流动路径彼此至少部分接近，使得 在运行期间，沿着流动路径被引导的气泡彼此接触并因此混合以形成更大气泡。 本发明具有几个优点。由于单元的偏移布置和相关的流经容积体的流动路径的迷 宫式路线，气泡在流过容积体时的停留时间增加。换句话说，通过大量的偏转，气泡被三维 地引导通过容积体，因此有利地增加了气泡的停留时间。上述流动路径在接触区域中彼此 接近，使得在流动路径中被引导的气泡彼此碰撞，在此过程中，气泡结合成较大气泡，这被 4 CN 111544947 A 说　明　书 2/9 页 称为气泡的聚结。可以想到的是，多个(特别是超过两个)流动路径在接触区域中彼此接近， 使得在运行期间，多个气泡通过彼此接触而结合为形成更大气泡。 有利地，较大气泡具有较高的浮力(阿基米德原理)，因此它可以容易地从液体中 排出或更快地上升。由于气泡流经容积体的迷宫式方式导向或气泡停留时间的延长，最初 的小气泡和随后变大的气泡可以沿着流动路径而与另外的气泡结合在一起，以形成更大气 泡。 因此，本发明具有很大的优点，即由于流动路径的迷宫式路线，气泡发生扩大，从 而有效地将它们从液体中分离。 本发明的另一个优点是，由于容积体或材料结构，液体的流出速度可以低于液体 的流入速度。液体的流动通过材料结构均匀化，特别是通过彼此偏移布置的单元，有利地使 容积体的出口区域扩大。流出液体的降速和均匀化有利地促进了流出气泡的浮力。还可以 想到，容积体下游的液体的流出速度与容积体上游的流入速度相对应。换句话说，液体可以 几乎没有减速地流过容积体。 在一个特别优选的实施例中，至少两个流动路径在多个接触区域中至少部分地彼 此接近，以将气泡结合在一起。可以想到，通过容积体的多个流动路径交替地彼此接近。同 样地，单个流动路径可以接近另一单个流动路径和/或多个另外的流动路径。换句话说，气 泡的各个流动路径在容积体中多次集合。这增加了被引导的气泡的碰撞概率，从而有利于 气泡的扩大，以形成更大的气泡。此外，有利的是，已经扩大的气泡沿着流动路径与另外的 气泡结合在一起以形成更大的气泡。这进一步增加了气泡的浮力，使气体更快地从液体中 排出。 在优选实施例中，流动路径通过材料结构，这取决于相邻单元的单元尺寸。单元的 单元尺寸可以沿着相应的流动路径不断增加。换句话说，从小尺寸单元开始，相应的流动路 径可以穿过越来越大的单元。这有利地确保了最初的小气泡(其沿着流动路径与其他气泡 连接在一起以形成更大的气泡)可以流过单元，从而流过容积体。 在另一个优选的实施例中，单元各自包含具有多个单元开口的单元空间。相邻的 单元通过单元开口结合在一起，使得形成流动路径的迷宫式路线。换句话说，流动路径穿过 从单元空间到单元空间的单元开口，从而形成流动路径的迷宫式路线。流动路径通过材料 结构实现三维偏转。优选地，至少两个相邻的单元具有至少一个共同的单元开口。单元还包 含限定单元开口的多个单元网。相邻的单元可以通过单元网相互连接。第一单元和至少一 个相邻的其他单元可以具有至少一个共同的单元网。 相邻的单元布置成彼此偏移。气泡相应的流动路径从一个单元偏转到下一个单 元。可以根据气泡的尺寸提供气泡的流动路径。如果气泡小于或与单元开口的尺寸相同，则 气泡可以从一个单元流过单元开口进入相邻的其他单元。因此，取决于单元开口的尺寸，气 泡可以经由相应的流动路径而被引导通过材料结构。优选地，材料结构形成网格结构和/或 蜂窝结构。 有利地，这产生了相应流动路径的迷宫式路线，由此气泡在容积体中的停留时间 延长，因此增加了与其他气泡碰撞或结合在一起以形成更大气泡的可能性。 在一个特别优选的实施例中，以这样的方式形成单元：大于单元开口的气泡沉积 在单元开口之间的单元空间中。大于单元开口的气泡可以沉积在单元空间中，直到垂直加 5 CN 111544947 A 说　明　书 3/9 页 速度能量(特别是浮力速度)小于液体的流速。气泡可以可分离地储存在单元空间中。或者， 气泡可以附着到容积体的材料结构。从微观角度来看，材料结构的单元吸附气泡。这具有的 优点是，大气泡吸附在单元的单元空间中，从而与液体分离。从宏观角度来看，大气泡因此 被分离元件吸附。 优选地，单个单元的单元开口具有不同的尺寸。这有利于实现具有大量相邻单元 的筛分效果。单个单元的单元开口也可以具有相同的尺寸。取决于气泡尺寸和相应的单元 开口尺寸，气泡可以从一个单元流到另一个单元。因此，取决于气泡的尺寸，气泡可以被引 入相应的接触区域，在此区域气泡与其他气泡结合在一起。气泡总是遵循允许相应的气泡 流过相邻单元的单元开口中的一个的流动路径。 更优选地，单元具有不同的单元尺寸和/或不同的单元形状。这有利地实现了多个 流动路径，通过这些流动路径，不同尺寸的气泡可被引导到相应的接触区域中，以与其他气 泡结合在一起。此外，这导致了通过容积体的流动路径的迷宫式路线，特别是三维的路线， 这有利于各个气泡的聚结。 在特别优选的实施例中，容积体由这样的材料制成：其具有低比表面能(specific  surface  energy)，特别是表面张力，和/或具有用于改善气泡附着性的微结构。具体地，单 个单元网可具有低表面张力和/或微结构。优选地，单元网的微结构通过纳米涂层形成。有 利的是，非常小的或分散的气泡在流过时附着到容积体的材料结构的表面上，从而被分离。 材料的微观结构和低表面张力促进了附着，从而促进了各个单元中气泡的积聚。单元的各 个单元网各个形成附着区域，分散的气泡附着于所述附着区域。由于单元的偏移布置以及 因此产生的单元网，形成了气泡的迷宫式流动路径。流动路径在容积体中三维地偏转，这延 长了非常小气泡在容积体中的停留时间，以便附着到材料结构或单元网的表面上。 在优选实施例中，容积体由相对于液体具有更小接触表面积的材料制成。当流过 容积体或单个单元时，由于容积体材料的小的接触表面积(莲花效应)，液体的表面张力得 以保持。由此有利地防止了液体在材料结构处的沉积，并且支持气泡，特别是小气泡的附着 和/或吸附。 容积体可以由含氟塑料，特别是PTFE形成。这具有以下优点：含氟塑料具有低比表 面能，从而改善了气泡，特别是小气泡的附着或吸附。 此外，容积体可以由三维塑料织物或开孔泡沫，特别是塑料泡沫或金属泡沫，或烧 结3D打印材料形成。因此，容积体可以有利地通过廉价且简单的方式生产。 本发明的第二方面涉及一种用于从液体，特别是液压油中分离气泡的分离单元， 其具有至少一个根据本发明的分离元件，所述分离元件可以安装在过滤器元件和/或过滤 器壳体上，特别是过滤器出口管。分离单元还可包括支撑元件，分离元件设置在所述支撑元 件上。分离元件可以设置在可替换的支撑元件上。分离单元可包括至少一个适配器部件，用 于可拆卸地固定到过滤器元件和/或过滤器壳体上。适配器部件可以布置在支撑元件上。分 离单元有利地在例如现有的过滤器装置、过滤器元件和过滤器壳体上实现简单和快速的安 装。 在本发明的范围内，公开并要求保护一种用于净化液体，特别是液压油的过滤器 元件，其具有至少一个根据本发明的分离元件。过滤器元件包括入口侧和出口侧，其中用于 过滤存在于液体中的固体的至少一个过滤器层布置在入口侧和出口侧之间。分离元件设置 6 CN 111544947 A 说　明　书 4/9 页 在出口侧，以分离液体中含有的气泡。优选地，分离元件与过滤器元件设置为单元。 此外，在本发明的范围内，公开并要求保护一种过滤器壳体，特别是一种过滤器出 口管，其具有至少一个根据本发明的用于从液体，特别是液压油中分离气泡的分离元件。 本发明的另一个第二方面涉及一种用于净化液体的过滤器装置，特别是回流过滤 器和/或吸滤器和/或回吸过滤器。特别优选地，所述过滤器装置包括至少一个上述的分离 元件和/或至少一个上述的分离单元和/或至少一个上述的过滤器元件和/或至少一个上述 的过滤器壳体。所述过滤器装置可以优选地用在罐式过滤器系统中，以减少罐中气泡的含 量。这样液体中的气泡通过分离元件与液体分离。所述过滤器装置的优点在于减少了进入 罐中或罐中的液体中的气泡。 针对消耗最小化，特别有关于驱动马达的所谓“小型化”，液体的循环时间越来越 快，例如在罐和电机的使用之间。同时，针对安装空间的减小方面，需要越来越小的循环量， 因此通常提供的液体在罐中的储存时间不再足以确保气泡的适当分离。 在根据本发明的过滤器装置的优选实施例中，分离元件布置在过滤器元件和过滤 器壳体之间，所述过滤器壳体具有多个出口开口，在运行期间液体通过所述出口开口流出 过滤器壳体。 在根据本发明的从液体中分离气泡的方法中，提供了分离元件，含有气泡的液体 流过所述分离元件。分离元件包括具有开孔的材料结构的容积体，所述开孔的材料结构具 有多个单元，这些单元彼此偏移布置，使得用于引导气泡通过材料结构的多个流动路径以 迷宫式方式运行。所述材料结构包括至少一个接触区域，至少两个流动路径在接触区域中 至少部分地彼此接近，使得在运行期间，在流动路径上引导的气泡接触并结合在一起，以形 成更大的气泡。 在根据本发明的方法的优选实施例中，气泡的表面边界层在接触期间被破坏，使 得气泡结合在一起以形成更大的气泡，以便增加气泡在液体中的浮力。这种气泡结合在一 起以形成更大的气泡称为聚结。 关于所述方法的优点，参考针对分离元件说明的优点。此外，所述方法可以替代地 或附加地包括先前提到的关于分离单元，过滤器元件，过滤器壳体和过滤器装置单独的特 征或若干特征的组合。 在下文中，参考附图更详细地解释本发明。所示实施例是关于如何构造根据本发 明的分离元件，过滤器元件，过滤器壳体和过滤器装置的示例。 附图说明 图1示出了根据本发明的示例性实施例的分离元件在分离包含在液体中的不同尺 寸的气泡时的示意图； 图2示出了在分离中等尺寸的气泡期间根据图1的分离元件的示意图； 图3示出了在分离大气泡期间根据图1的分离元件的示意图； 图4示出了在分散的，特别是非常小的气泡期间根据图1的分离元件的示意图； 图5示出了根据本发明的示例性实施例的过滤器装置的透视图； 图6示出了根据图5的过滤器装置的过滤器元件的透视图； 图7示出了根据本发明的示例性实施例的过滤器元件的透视图； 7 CN 111544947 A 说　明　书 5/9 页 图8示出了根据本发明另一示例性实施例的过滤器元件的透视图； 图9示出了根据本发明另一示例性实施例的过滤器装置的透视图；和 图10示出了根据本发明另一示例性实施例的过滤器装置的透视图。 10 分离元件 11，11'  气泡 12 容积体 13 开孔的材料结构 14 单元 15 流动路径 16  接触区域 17 单元空间 18 单元开口 19 微观结构 20 分离单元 21 过滤器元件 22 过滤器壳体 23 过滤器出口管 24  入口侧 25 出口侧 26 出口开口 27 浮力 28 大气泡 29  小气泡 30 过滤器装置 31  入口侧 32 出口侧 33 下部区域 34 中部区域 35 上部区域 36 单元网 37 出口区域 38 过滤器头 39  入口开口 41 液面 V1 流入速度 V2 流出速度。