專利名稱：流體過濾器及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及流體過濾、流體過濾器、過濾器盒、系統(tǒng)，以及組裝和使用的方法。具體來說，本發(fā)明涉及過濾器、過濾器盒，以及用于凈化流體的方法，例如，凈化流體用于發(fā)動機或工業(yè)用途。這樣的應用可包括潤滑油過濾器、液壓過濾器、燃料過濾器，以及用于氣體的壓轉(zhuǎn)過濾器。
背景技術：
為了凈化流體來保護設備，需要進行過濾。例如，過濾用于內(nèi)燃機系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、壓縮機、發(fā)電機以及其它的設備。在典型的系統(tǒng)中，使用具有某種過濾介質(zhì)的過濾器裝置來實現(xiàn)過濾。在使用一段時間之后，過濾器介質(zhì)變得阻塞，且橫貫介質(zhì)對流體的限制上升到一不可接受的水平。此時，過濾器裝置需要進行維護。在某些系統(tǒng)中，去除全部的過濾器裝置并用新的過濾器裝置更換。在某些系統(tǒng)中，過濾器裝置只有一定的內(nèi)部部件可被更換。還有些系統(tǒng)中，過濾器介質(zhì)只是進行清洗。一種類型的過濾器是一“壓轉(zhuǎn)過濾器”。壓轉(zhuǎn)過濾器是可以處置的單元，它們通常包括一單一使用的外殼，其保持一永久安裝的非更換的過濾器元件(或過濾器盒)。保持過濾器盒的筒罐通常通過螺紋嚙合旋入到一過濾器頭上。待清潔的液體從過濾器頭通過進入到外殼內(nèi)以便進行過濾。清潔過后的液體退出外殼，并重新進入過濾器頭。在使用某些時間之后，壓轉(zhuǎn)筒罐過濾器從過濾器頭移去并予以丟棄。然后，一新的壓轉(zhuǎn)筒罐過濾器安裝到過濾器頭上。還繼續(xù)需要有各種方法來減少制造成本和方便使用。也需要對過濾裝置的其它方面、需要組裝的方法以及使用的方法進行改進。

發(fā)明內(nèi)容
本文揭不一流體過濾器結(jié)構，它具有一外殼、一定向在外殼內(nèi)的過濾器盒，以及一突出結(jié)構。突出結(jié)構定向成將過濾器盒與外殼壁間隔開，以便在過濾器盒和外殼壁之間形成一流體流道。在某些實施例中，突出結(jié)構構造成定向在過濾器盒的一部分上的端帽的部分。在某些實施例中，這些部分被反過來。在某些實施例中，突出結(jié)構位于一平面上，該平面是與端帽分離的一單獨塊。在某些實施例中，突出結(jié)構沿軸向方向從過濾器盒朝向外殼的一敞開嘴延伸。在另一些實施例中，突出結(jié)構沿徑向方向從過濾器盒朝向外殼的壁延伸。其它實施例包括其中的變化，突出結(jié)構成一角度，其包括徑向和軸向的分量。如本文中所述的流體過濾器結(jié)構可以是一過濾器組件的部分。這樣的過濾器組件通?？砂ㄒ贿^濾器頭，其具有一流體流的入口端口和一流體流的出口端口。過濾器結(jié)構可釋放地固定到過濾器頭，以便去除流過入口端口的流體內(nèi)的至少某些污染物。過濾器系統(tǒng)可以是一發(fā)動機、一液壓系統(tǒng)、一發(fā)電機、一壓縮機和其它系統(tǒng)的部分。設置一過濾器盒，其可用作為本文所述的過濾器結(jié)構的部分。典型的過濾器盒可包括一過濾器介質(zhì)區(qū)域和一從過濾器盒的一部分延伸的突出結(jié)構。突出結(jié)構可以是盒的一體的部分或是接合盒的分離件。本文描述構造或組裝過濾器的方法以及過濾的方法，并使用本文所述的各種類型的結(jié)構。在一實施例中，提供一外殼，過濾器盒插入到外殼內(nèi)，突出部接合在外殼和過濾器盒之間以將過濾器盒固定在外殼內(nèi)。


圖I是包括根據(jù)本發(fā)明的原理構造的外殼和過濾器盒的一過濾器的一實施例的示意的截面圖；圖2是具有一用于圖I所示的過濾器的突出結(jié)構的端蓋的一實施例的立體圖；圖3是圖2所示端蓋的截面圖；圖4是示出另一實施例的、類似于圖I所示的一過濾器的一部分的局部的截面圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的原理構造的一過濾器的另一實施例的一部分的局部的截面圖；圖6是包括根據(jù)本發(fā)明的原理構造的過濾器頭和過濾器的一過濾器組件的端視圖；圖7是沿圖6的線7-7截取的截面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的原理構造的一過濾器的過濾器頭和另一實施例；圖8是圖7所示的過濾器外殼的截面圖；圖9是用于圖6和7的過濾器結(jié)構內(nèi)的過濾器盒的端視圖；圖10是圖9所示的過濾器盒的截面圖，該截面是沿圖9的線10-10截??；圖11是用于圖9和10的過濾器盒的端蓋的端視圖；圖12是圖11所不的端蓋的截面圖，該截面是沿線12-12截取；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的原理構造的過濾器結(jié)構的另一實施例的示意的截面圖；圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的原理構造的過濾器結(jié)構的另一實施例的示意的截面圖15是示出根據(jù)另一實施例構造的過濾器結(jié)構的一部分的示意的局部截面圖；圖16是示出根據(jù)另一實施例構造的過濾器結(jié)構的一部分的示意的局部截面圖；
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的原理構造的一過濾器結(jié)構的另一實施例的立體圖；圖18是圖17所示實施例的俯視平面圖；圖19是圖17和18所示實施例的示意的截面圖，該截面是沿圖18的線19_19截??；圖20是示出根據(jù)本發(fā)明的原理構造的一過濾器結(jié)構的另一實施例的示意的截面圖；圖21是圖17-19所示實施例的一部分的示意的截面圖；以及圖22是示于圖21中的實施例的部分的立體圖。
具體實施例方式流體過濾器結(jié)構20的第一實施例示于圖1-3中。所謂的術語“過濾器結(jié)構”或“過濾器” 一般地意指一包括一外殼和一“過濾器盒”或“過濾器元件”的結(jié)構。過濾器盒可以是從外殼移去和更換的，或永久地安裝在外殼內(nèi)的。所謂“永久地安裝”是意指不損壞外殼或過濾器元件則盒和元件不能從外殼中移去和更換。在實例中所示的過濾器結(jié)構20可從過濾器頭移去和更換，其中一個實例示于圖7中并將在下面作進一步描述。在所示的實施例中，過濾器結(jié)構20包括一外殼22和一定向在其中的過濾器盒24。在所示的實施例中，過濾器外殼22實施為具有一圍繞壁28的罐26的形式。罐26形成一關閉的端部30和一敞開嘴或端部32。罐26可以是許多不同的形狀。為了本文說明起見，罐26是具有一圓形截面的圓柱形。在圖I所示的特定實施例中，鄰近于端部32的圍壁28形成不同直徑的至少兩個區(qū)域。具體來說，第一區(qū)域34和第二區(qū)域36。第一區(qū)域34是直接鄰近所示實施例中的敞開端32的區(qū)域，它的直徑大于第二區(qū)域36的直徑。在第一區(qū)域34和第二區(qū)域36之間存在有一臺階38。較佳地，臺階38形成一連續(xù)的圓周的臺肩40，它用來支承和保持其它的結(jié)構(如下文中描述)。在如圖I所示實施例中，壁28終止在敞開端32，有一 U形的鉤42，其用來幫助固定或保持其它的過濾器結(jié)構(如在下文中描述)。元件或盒24顯示為可操作地定向在外殼22的內(nèi)部44內(nèi)。在此實施例中，盒24包括一管狀區(qū)域的過濾器介質(zhì)46。過濾器介質(zhì)可以是許多不同類型的介質(zhì)，例如，包括褶裥的介質(zhì)48。褶裥的介質(zhì)48包括多個褶裥49，并大致在關閉端30和敞開端32之間延伸，且布置在一管狀的定向中以形成一敞開的過濾器內(nèi)部50。可以采用的褶裥介質(zhì)48的類型包括紙、纖維素、合成介質(zhì)，以及它們的組合。在某些應用中，介質(zhì)46可處理為細的纖維，其尺寸在微米或亞微米的量級上(纖維直徑)。在所示實施例中，管狀區(qū)域的介質(zhì)46被一內(nèi)支承管或內(nèi)襯52支承。內(nèi)襯52被介質(zhì)46限制和包圍。內(nèi)襯52可由膨脹金屬、打孔金屬或其它允許有滲透性和流體流過其間的材料(包括非金屬)構造。在某些實施例中，還可有附加的支承管，其呈外內(nèi)襯的形式，定位成圍繞和包圍介質(zhì)46。在所示的實施例中，過濾器盒24包括至少一個端帽或端蓋54，在所示的實施例中，端蓋54固定到過濾器介質(zhì)46的第一端56。在所不的實施例中，端蓋54形成一孔58,其與敞開的過濾器內(nèi)部50流體連通。
有關某些較佳的端蓋54的進一步細節(jié)將在下文中描述。在所示的實施例中，還有一第二端帽或端蓋60，其固定到過濾器介質(zhì)46的第二端62。在所示的實施例中，第二端蓋60關閉并不形成開口。具體來說，第二端蓋60固定到過濾器介質(zhì)的第二端62并通過一個部分64覆蓋或關閉敞開的過濾器內(nèi)部50。在所示的實施例中，該部分64是穹頂形狀并延伸到敞開的過濾器內(nèi)部50內(nèi)，被過濾器介質(zhì)46圍繞或包圍。部分64還接合一諸如彈簧67的偏置機構66,彈簧定向在關閉端30的內(nèi)部和該部分64之間。彈簧67幫助過濾器盒24保持在外殼22內(nèi)的一定位置處。 過濾器結(jié)構20還包括一用來將過濾器結(jié)構20固定到過濾器頭的機構70。在所示的實施例中，機構70呈一板72的形式，尤其是，一螺紋板74的形式。螺紋板74具有外殼22的大致的截面形狀。在所示的實例中，螺紋板74是形成一圓形截面的圓柱形。螺紋板74形成一環(huán)76，該環(huán)具有不同直徑的至少第一和第二區(qū)域78、80。第一區(qū)域78的直徑大于第二區(qū)域80的直徑。在第一區(qū)域78和第二區(qū)域80之間是一臺階部分82。如圖I所示，臺階部分82接合和支承在外殼22的臺肩40上。第一區(qū)域78對齊和抵靠在壁28的第一區(qū)域34上，而第二區(qū)域80對齊和抵靠在壁28的第二區(qū)域36上。壁28的鉤42重疊、保持和接合螺紋板74的末端部84。從圖I中應該認識到，通過鉤42、末端部84、臺階部分82，以及臺肩40之間的互相作用和接合，螺紋板74通過機械接合固定到筒罐26上。如圖I所示的方式，當板72以永久的方式固定到筒罐26上時，板72被認為是外殼22的部分。對螺紋板74的第一區(qū)域78的內(nèi)部加襯里的是一系列的螺紋86。通過螺紋86，可與過濾器頭上的匹配螺紋保持螺紋的嚙合，以便有選擇地在過濾器頭上安裝和移去過濾器結(jié)構20。如圖I所示，在所示的特定的實施例中，螺紋86只沿著螺紋板74的第一區(qū)域78。在螺紋板74的第二區(qū)域80中，形成一槽88。在所示的實施例中，槽88支承和保持一密封件90，當可操作地安裝在過濾器頭上時，與過濾器頭形成一密封。螺紋板74形成一端部輪緣92，其在末端部84的相對端處。這樣，輪緣92定位成比末端部84更靠近過濾器盒24。過濾器結(jié)構20包括突出結(jié)構100，它構造和布置成將過濾器盒24與外殼22間隔開，以便在過濾器盒24和外殼壁28之間形成一流體流的流道。例如，這可從圖I中所見。待清潔的流體引導到過濾器結(jié)構20內(nèi)。在一前向流的結(jié)構中，流體流入過濾器盒24和壁28之間的容積94內(nèi)。突出結(jié)構100將過濾器盒24與外殼22間隔開(在此實施例中，外殼22包括螺紋板74)，以形成一流體流過的流道，以便到達過濾器介質(zhì)46區(qū)域外面的容積94內(nèi)。然后，流體流過過濾器介質(zhì)46，它去除其中的至少某些污染物。清潔后的流體流過內(nèi)襯52進入到敞開的過濾器內(nèi)部50內(nèi)。清潔的流體從那里流過孔58，然后，退出過濾器結(jié)構20。過濾器結(jié)構20也可以反向流動的方式進行操作。在反向流動中，待清潔的流體引導到敞開的過濾器內(nèi)部50，通過過濾器介質(zhì)46，進入到容積94內(nèi)，然后，退出外殼22。突出結(jié)構100包括至少一個突出部102，其在過濾器盒24和外殼22之間延伸。突出部可沿軸向、徑向或它們組合方式(具有軸向分量和徑向分量)延伸。突出部102可以位于多種結(jié)構上。在其它的實施例中，突出部102可以安裝在外殼上。在其它的實施例中，突出部102可以安裝在其它結(jié)構上(見圖20)。
在如圖I所示的特定實施例中，突出結(jié)構100是端蓋54的部分。端蓋54包括一底部96和一側(cè)壁98 (圖2和3)。底部96大致地正交于過濾器介質(zhì)46的第一端56。側(cè)壁98大致地平行于過濾器介質(zhì)46的方向并平行于筒罐26的壁28。在所示的實施例中，側(cè)壁98大致地圍繞底部96?？?8被底部96和側(cè)壁98圍繞。底部96在孔58和側(cè)壁98之間延伸。 在所示的實施例中，端蓋54包括一包含介質(zhì)的部分99(圖3)。在圖1_3所示的實例中，包含介質(zhì)的部分實施為側(cè)壁98的形式。包含介質(zhì)的部分99圍繞過濾器介質(zhì)46形成一連續(xù)壁101。仍參照圖2和3，突出結(jié)構包括至少一個(在所示的實施例中一個以上)從底部96和側(cè)壁98中的至少一個中延伸的突出部102。在如圖2和3所示的實施例中，有四個突出部102、104、105、106，它們彼此等距離地間隔和從側(cè)壁98延伸。在所示的實施例中，各個突出部103、106沿軸向方向從側(cè)壁98延伸。所謂“軸向”是指突出部103-106大致形成一縱向軸向108(圖3)，其包括至少一個部分基本上平行于過濾器結(jié)構20的一中心的縱向軸線 109 (圖 I)。在如圖2和3所示的實施例中，各個突出部103-106呈從端帽54延伸的柄腳或接片110的形式。在圖3所示的實例中，接片101包括一底部112，其在彎曲114處連接到壁
98。從底部112延伸的是一形成一自由端118的第二部分116。在所示的實施例中，在底部112和第二部分116之間有一彎頭或角120?？梢哉J識到，各個接片110可以看作為從端蓋54引出的懸臂。還可看到，在所示的實施例中，接片110具有的長度大于側(cè)壁98的長度，而自由端118延伸一距離超過底部96 (圖3中的上方)。如上所述，接片110可相對于端蓋54和外殼22以各種結(jié)構定向。再次參照圖3，在所示的特定的實例中，接片110構造成從端蓋54的包含介質(zhì)的部分99延伸。例如，在圖3中，接片110從壁98的彎曲114延伸。當盒24可操作地定向在外殼22的內(nèi)部44內(nèi)時，接片110接合外殼22的螺紋板24(具體地見圖I)，以便允許流體在過濾器盒24和外殼壁28之間流動。再次參照圖1，可以看到，各個接片110的自由端118如何接合輪緣92，以便將盒24與螺紋板74間隔開并形成容積122。為了構造如圖1-3所示的過濾器結(jié)構20，一般地提供一筒罐26。此時，筒罐26不包括一附連到其上的機構70。過濾器盒24設置在和插入通過筒罐26的敞開的嘴32。過濾器盒偏置抵抗彈簧67，而螺紋板74定向在敞開嘴32內(nèi)。通過接片110的自由端118和螺紋板74的底輪緣92之間的接合，螺紋板74壓靠在過濾器盒24上。通過機械接合和壓配，螺紋板74固定到筒罐26。在所示的實施例中，通過彈簧67的偏置接合抵靠螺紋板74，過濾器盒被保持在外殼22內(nèi)的一定位置上。在其它的實施例中，可不使用彈簧。外殼22的一變化的實施例示于圖4中。在此實施例中，螺紋板74借助于諸如焊接124的熔化連接固定到外殼壁28’上。從圖4中可見，當以此方式連接螺紋板74和壁28’時，壁28’不具有鄰近敞開端32’的不同的區(qū)域。外殼22的另一實施例不于圖5中。在此實施例中，夕卜殼壁28”包括一向內(nèi)延伸的突出部或突緣126。如在該特定的實施例中所示，突緣126是圓周的并完全圍繞外殼28”的輪緣延伸。壁28”在突緣126和自由端128之間延伸，其將敞開嘴32”形成為一附連部分130。附連部分130借助于諸如焊接12的熔化連接使螺紋板74固定到外殼28”。應指出的是，螺紋板74的輪緣92接合突緣126。在此實施例中，接片110接合突緣126。在所示的實施例中，輪緣92和接片110接合突緣126的相對側(cè)133、134?，F(xiàn)參照圖6-12，從圖7開始，過濾器結(jié)構的另一實施例顯示為標號140。在圖7中，一過濾器組件顯示為標號142并包括一過濾器頭144，使過濾器結(jié)構140可移動地固定到其上。過濾器頭144包括一形成流體流動槽148、150的本體或塊體146。在所示的實施例 中，各個流動槽148、150終止在流動端口 152、154。在前向流動的結(jié)構中，流動槽148對應于一入口或臟物流體流動槽149，使端口 152對應于入口流動端口 153。在一前向流動系統(tǒng)中，流動槽150對應于一出口或干凈流體流動槽151，使端口 154對應于出口流動端口 155。一密封件159顯不在外殼端176 (圖8)和過濾器頭144之間。當過濾器頭144可操作地連接到過濾器結(jié)構140上時，流動槽148終止在與容積158流體連通的端口 156處。容積158在下面進一步定義。流動槽150終止在端口 160，當過濾器頭144可操作地連接到過濾器結(jié)構140時，端口 160與敞開的過濾器內(nèi)部162流體連通。就圖I的實施例來說，圖7所不的過濾器結(jié)構140包括一外殼166和一定向在其中的過濾器盒168。外殼166實施為一筒罐170的形式,其具有一圍壁172并形成一關閉端174和一敞開的嘴或端部176 (圖8)。參照圖8，外殼166包括一鄰近于敞開嘴176的螺紋區(qū)域178。在所示的特定實施例中，螺紋區(qū)域178顯示為制成筒罐170的一部分。例如，螺紋區(qū)域178可包括滾動螺紋179或其它類型的螺紋。螺紋區(qū)域178也可通過內(nèi)部機加工到筒罐170內(nèi)的螺紋的過程制成?；蛘?，外殼166可包括圖I所示類型的機構70，其實施為機械地固定到筒罐170的螺紋板74的形式。應該理解到，圖I中的外殼22也可是如圖8所示類型的外殼，其具有如圖所示的螺紋區(qū)域178。示于圖8中的外殼166的特定的實施例包括一向內(nèi)延伸的突出部或突緣180。突緣180類似于圖5中所示的突緣126。突緣180是圓周的并完全地沿外殼壁172的內(nèi)徑向表面182延伸。從圖8中可見，突緣180位于關閉端174和螺紋部分或區(qū)域178之間的一位置內(nèi)。螺紋區(qū)域178位于突緣180和敞開嘴176之間。突緣180顯示為大致的弧形，其具有一起連接在弧形頂點188處的相對側(cè)184、186。如下文中將進一步解釋的，突緣180與結(jié)構相交，以將過濾器盒168與外殼壁172間隔開，而在過濾器盒168和壁172之間形成一流體流道。現(xiàn)參照圖9和10，圖中示出過濾器盒168的一實施例。除了圖I的端蓋54之外，過濾器盒168類似于過濾器盒24。過濾器盒168包括一介質(zhì)190區(qū)域，其在第一端帽或端蓋192和第二端帽或端蓋194之間延伸。過濾器介質(zhì)190可以是各種不同的介質(zhì)類型。在所示的實例中，介質(zhì)190是褶裥的介質(zhì)196。褶裥的介質(zhì)形成為一管狀結(jié)構，以使其形成和包圍敞開的過濾器內(nèi)部162。也在端蓋192和194之間延伸的是一內(nèi)部支承管或內(nèi)襯198。內(nèi)襯198被褶裥的介質(zhì)196包圍。內(nèi)襯198由諸如硬塑料的材料構造，塑料上形成有多個孔202以允許流體流過其間。如圖10所示，第二端帽194是一關閉的端帽，其不形成開口或孔。第二端帽194覆蓋介質(zhì)190的端部204并關閉端部204處的敞開的過濾器內(nèi)部162。端蓋192形成一孔或開口 206，以允許與敞開的過濾器內(nèi)部162流體連通。
再次參照圖7，過濾器結(jié)構140包括一類似于上述突出結(jié)構100的突出結(jié)構210。突出結(jié)構210構造和布置成將過濾器盒168與外殼166間隔開，以允許過濾器盒168和外殼172之間形成流體流動的流道。這可從圖7中看到。待清潔的流體引導通過入口端口 153進入到過濾器頭144內(nèi)。流體流過臟物流動槽149和通過端口 156流出。從那里流體流入盒168和外殼壁172之間的容積158內(nèi)。突出結(jié)構210將過濾器盒168與外殼166間隔開，以允許形成流體流動的流道，以便到達容積158內(nèi)。然后，流體流過過濾器介質(zhì)190，介質(zhì)去除其中的至少某些污染物。清潔的流體流過內(nèi)襯198進入到敞開的過濾器內(nèi)部162。從那里清潔的流體流過孔206 (圖10)和流過端口 160。從那里流體流過清潔的流動槽151，通過出口端口 155退出過濾器頭142。 如以上參照圖I的實施例所解釋的，突出結(jié)構210可實施為各種的結(jié)構。在圖6-12所示的特定實施例中，突出結(jié)構210是端蓋192的部分。現(xiàn)參照圖12,端蓋192包括一底部212和一側(cè)壁214。底部212大致地正交于過濾器介質(zhì)190的端部205 (圖10)。側(cè)壁214大致地平行于過濾器介質(zhì)190的方向。在圖12所示的實施例中，側(cè)壁214也大致地正交于底部212。在所示的實施例中，側(cè)壁214形成一包含介質(zhì)的部分216，它圍繞過濾器介質(zhì)190形成一連續(xù)壁218。如圖12所示，包含介質(zhì)的部分216從底部212延伸。仍參照圖12，突出結(jié)構210包括至少一個，在所示的實施例中，包括多個突出部220。在圖11和12所示的實施例中，有三個突出部221、222和223。在圖11中，在示例的實施例中可以看到，突出部221、222和223如何彼此等距離地間隔。在其它的實施例中，間距可以變化。在所示的實施例中，各個突出部221、222和223從端蓋192沿徑向延伸。尤其是，在圖12中，可以看到，突出部221如何沿徑向從端帽192的底部212延伸。在所示的實施例中，各個突出部221、222和223大致地正交于包含介質(zhì)的部分216。在圖11和12所示的實施例中，各個突出部221、222和223呈從端帽192延伸的接片226的形式。接片226從底部212的外周緣228延伸或從中突出。接片226由某種材料形成，該材料提供理想量的柔性和彈性。這樣，接片226可在手的作用力下彈性地變形，以允許過濾器盒168可操作地安裝到外殼166內(nèi)。這將在下文中進一步描述。再次參照圖7，通過接片226與突緣180的接合，可以看到過濾器盒168和過濾器外殼166之間的互相作用。尤其是，接片226接合抵靠突緣180的側(cè)邊186，以將過濾器盒168滯留和保持在外殼166內(nèi)。一流體的流道230形成在端蓋192和過濾器外殼166之間，因為端蓋192的外周緣228和壁172之間形成有空間或容積。接片226接合筒罐的內(nèi)徑向表面182以形成流體的流道230。接片226的外軸向表面232 (圖12)接合筒罐166的側(cè)邊186 (圖8)，以將盒168保持在外殼166內(nèi)。因此，盒168陷落在突緣180和外殼166內(nèi)的關閉端174之間。為了構造過濾器結(jié)構140，設置外殼166。過濾器盒168設置和插入通過敞開端176。與外軸向表面232相對的第二軸向表面234 (圖12)接合突緣188的側(cè)邊184。力施加到過濾器盒168,以壓下盒168通過突緣188并進一步進入外殼166內(nèi)。當施加該力時，接片226彈性地變形并搭鎖地卡入在突緣180上。最后的坐落位置使接片226接合抵靠突緣180 ;具體來說，外軸向表面232接合突緣180的側(cè)邊186。這在外周緣228和過濾器外殼166之間形成一流體的流道230。過濾器結(jié)構140然后組裝到過濾器頭144上以形成過濾器組件142。這可通過過濾器結(jié)構140相對于過濾器頭144轉(zhuǎn)動，使外殼166上的螺紋區(qū)域178與過濾器頭144上的螺紋236 (圖7)相匹配來予以實現(xiàn)。接片226可由各種材料構造，包括塑料、填充玻璃的尼龍、金屬、復合物，或獨立的
彈黃接下來請注意圖13，圖中示出過濾器結(jié)構的另一變化的實施例240。過濾器結(jié)構240包括具有一修改的嘴244的外殼242。定位在外殼242內(nèi)的是一過濾器盒246。盒246類似于盒24、168，例外的是端蓋248。這將在下文中進一步解釋。圖13和15的修改的嘴244形成為具有一橫截面的開口，其大于外殼242的主體250的橫截面。這樣，在壁252的壁部分256處，外殼242的壁252沿徑向向外傾斜(即，遠離中心的縱向軸線254)。在圖16中，嘴(未不出)具有一小于主體250的橫截面的橫截面開口。在圖16中，壁252’在壁252’的部分256’處沿徑向向內(nèi)傾斜。外殼242包括用來連接過濾器頭的結(jié)構258。在所示的實施例中，結(jié)構258示意地顯示為一具有用來接合過濾器頭的螺紋262的螺紋板260。螺紋板260可以各種方式固定到筒罐243，在所示的特定的實施例中，這通過諸如焊接266之類的金屬熔化連接予以實現(xiàn)。在此實施例中，也有一突出結(jié)構268，其將過濾器盒246與外殼242間隔開，并在過濾器盒246與外殼242之間形成一流體的流道。在此實施例中，突出結(jié)構268包括從端蓋248延伸的多個突出部270。在所示的實施例中，突出部270呈從端蓋248延伸的接片271、272的形式。盡管兩個接片271、272顯示在此示意的截面圖中，但也可有三個或多個接片從端蓋248延伸。在此實施例中，如同所有其它所述的實施例那樣，突出部270可以是永久地一體地連接到端蓋248 ;或者，突出部270不是永久地固定到端蓋248，相反，它們壓配在端蓋248上?；蛘撸怀霾?70固定到(永久地或可移動地)外殼242。突出部270包括徑向延伸部分274和斜向延伸部分276。尤其是，斜向延伸部分276顯示為以角Θ延伸，該角相對于過濾器介質(zhì)278的外表面測量。角度Θ顯示為非正交的和不是180°。在所示的實施例中，角度Θ顯示為一銳角(小于90° )。尤其是，角度Θ顯示為10° -60°之間。從傾斜的延伸部分176延伸的是徑向延伸部分274。在此實施例中，徑向延伸部分274顯示為大致平行于端蓋248的底部280。螺紋板260包括一位于焊接接頭266附近的輪緣282。當組裝過濾器結(jié)構240時，過濾器盒246插入到外殼242內(nèi)。突出部270彈性地變形(或彎曲)而搭鎖地卡入到螺紋板260的輪緣282上。一旦卡入到輪緣282上，突出部270在壁252、螺紋板輪緣282，或它們兩者上接合外殼242。輪緣282幫助過濾器盒246保持在外殼242內(nèi)的一定位置并防止其落出。圖13的結(jié)構允許延伸長度的過濾器介質(zhì)278。這較之于具有較短長度的介質(zhì)和較少的總介質(zhì)的實施例對盒246提供一較長的壽命。圖14示出過濾器結(jié)構240的螺紋板260的變體。在圖14中，螺紋板260’還是在焊縫284處焊接到壁252上。在此實施例中，螺紋板260’是諸如鋼的金屬。一螺紋的鋼凸臺286連接到一鋁的頭288上。較之于在螺紋板260’處包括實心的鋁的結(jié)構，該類型的結(jié)構將允許在筒罐243內(nèi)增加流動面積。圖15和16示出螺紋板293和筒罐之間的焊接點的兩個變化的實施例。圖15示出具有焊縫290的外部焊接的筒罐，而圖16示出具有焊縫292的內(nèi)部焊接的筒罐。螺紋板293包括一用來保持O形環(huán)墊片294的軸向設置的槽295。當安裝到槽內(nèi)時，墊片294形成一與過濾器頭144的密封。
現(xiàn)參照圖17_19、21和22，圖中示出過濾器結(jié)構的另一實施例300。在圖17中，過濾器組件302顯示為立體圖。過濾器組件302可移去地安裝到過濾器頭，例如，圖7所示的過濾器頭144。過濾器組件302包括一外殼304和一定向在外殼內(nèi)的過濾器盒306 (圖19)。外殼304具有一圍壁308和包括一關閉端310和一敞開嘴或端312。在圖17-19的實施例中的外殼可以由金屬構成，但在所示的實施例中，其可以用模制塑料構成?？梢钥吹酵獗?08具有加強肋314以幫助加強外殼304。在圖17和19所示的實施例中，外殼304包括鄰近于敞開嘴312的螺紋區(qū)域316。螺紋區(qū)域316顯示為制成外殼304的部分。如上所述，螺紋區(qū)域可以各種方式納入，包括一固定到外殼304的分離的螺紋板。示于圖19中的外殼304包括一底切或向內(nèi)延伸的突出部或突脊318。突脊318類似于突緣180和突緣126。突脊318是圓周的并完全地沿外殼壁308的內(nèi)徑向表面320延伸。突脊318位于關閉端310和螺紋區(qū)域316之間的一位置。外殼壁308鄰近于大部分過濾器介質(zhì)322的一部分323形成一內(nèi)直徑，其約等于螺紋部分316和突脊318之間的外殼壁的內(nèi)直徑。在突脊318和部分323之間是一形成起伏380的內(nèi)直徑增加的區(qū)域。如將在下文中進一步解釋的，突脊318與結(jié)構互相作用以將過濾器盒306與外殼壁308間隔開，以便在過濾器盒306和壁308之間形成一流體的流道?，F(xiàn)參照圖19，圖中示出過濾器盒306的一實施例的截面圖。該過濾器盒306類似于過濾器盒24，例外的是，使用一定的材料。就圖I所示的實施例來說，過濾器盒306包括一在第一端帽324和第二端帽326之間延伸的介質(zhì)322的區(qū)域。盡管過濾器介質(zhì)322可以是各種不同類型的介質(zhì)，但在所示的實例中，介質(zhì)322是褶裥的介質(zhì)328。介質(zhì)322形成為管狀結(jié)構，以使它形成和包圍一敞開的過濾器內(nèi)部330。也在第一端帽324和第二端帽326之間延伸的是一內(nèi)部支承管或內(nèi)襯332。內(nèi)襯332起到支承介質(zhì)322，并由諸如硬塑料的或金屬之類的材料構造，其中，形成多個孔以允許流體流過其間。如圖19所示，第二端帽326是一關閉的端帽，其不形成開口或孔。第二端帽326覆蓋介質(zhì)322的端部334，并關閉端部334處的敞開的過濾器內(nèi)部330。第一端帽324形成一孔或開口 336，以允許與敞開的過濾器內(nèi)部330流體連通。外殼304形成一位于突脊318和螺紋區(qū)域316之間的槽338。槽338保持一 O形環(huán)340以與過濾器頭保持一密封。盡管第一和第二端帽324、326可用許多不同的材料構成，在優(yōu)選的實施例中包括金屬，但第一端帽324由塑料構成，而第二端帽326由金屬構成。應指出的是，外殼304包括模制在其關閉端310內(nèi)的支承結(jié)構342。支承結(jié)構342幫助給予外殼304以全長，此外，提供軸向的支承并將過濾器盒306定位在外殼304內(nèi)。該支承結(jié)構342不需使用諸如圖I的實施例中的彈簧67那樣的彈簧。仍參照圖19，過濾器結(jié)構300包括一類似于上述的突出結(jié)構210和突出結(jié)構100的突出結(jié)構350。突出結(jié)構350構造和布置成將過濾器盒306與外殼304間隔開，以便在過濾器盒306和壁308之間形成一流體的流道。這可見圖19。待清潔的流體被引向外殼304內(nèi)并進入過濾器盒306和外殼壁308之間的容積352內(nèi)。突出結(jié)構350將過濾器盒306與外殼304間隔開以形成一流體的流道，以便到達容積352內(nèi)。然后，流體流過過濾器介質(zhì)322，介質(zhì)移去其中的至少某些污染物。清潔的流體流過內(nèi)襯332并進入到敞開的過濾器內(nèi)部330內(nèi)。從那里清潔的流體流過孔336，然后通過過濾器頭流出。如上所述，對于其它的實施例，突出結(jié)構350可以實施為各種的結(jié)構。在圖17-19和21和22所示的實施例中，突出結(jié)構350是第一端帽324的一體部分。現(xiàn)參照圖21，端帽324包括一底部354和一側(cè)壁356。底部354大致地正交于過濾器介質(zhì)322的端部358。側(cè)壁356大致地平行于過濾器介質(zhì)322的方向。側(cè)壁356也大致地正交于底部354。在所示的實施例中，側(cè)壁356形成一包含介質(zhì)的部分360，其圍繞過濾器介質(zhì)322形成一連續(xù)壁356。 仍參照圖21和22，突出結(jié)構350包括至少一個突出部362，在所示實施例中有多個突出部362。在所示特定的實施例中，有四個突出部，各等距離地彼此間隔約90°。就圖22的實施例來說，各個突出部362呈從第一端帽324延伸的柄腳或接片364的形式。接片364包括一底部366，其在彎曲368處連接到壁360。底部366形成一自由端372?？梢哉J識到的是，各個接片364可以是從端帽324引出的懸臂。在所示的實例中，接片364構造成從第一端帽324的包含介質(zhì)的部分360延伸。當然，還可有其它的實施例。第一端帽324在圖21中可顯示為形成一槽376。槽376保持一 O形環(huán)密封件378 (圖19)。O形環(huán)密封件378形成與過濾器頭的密封。為了構造過濾器結(jié)構300,設置外殼304。過濾器盒306插入通過敞開嘴312。過濾器盒306接合在關閉端310處的支承結(jié)構342。通過接合抵靠外殼304的內(nèi)表面，接片324沿徑向向內(nèi)地被偏置，直到達到底切或突脊318。由底切或突脊318造成的起伏380允許接片彈回到其正常位置。當這發(fā)生時，接片364的自由端372接合突脊318。這將過濾器盒306滯留在外殼308內(nèi)。一變化的實施例示于圖20中。圖20的實施例類似于圖19的實施例，例外的是第一端帽。第一端帽在圖20中顯示為端帽324’。圖20中實施例的第一端帽324’不包括一體的突出結(jié)構。它簡單地具有一關閉的連續(xù)側(cè)壁356’，沒有突出部或接片從中延伸。然而，過濾器結(jié)構300’的確包括一突出結(jié)構400。在此實施例中，突出結(jié)構400是一分離的和獨立板402的部分。在所示實施例中的板402定向在第一端帽324’上和在螺紋部分316’下方。板402具有一定向成大致地平行于第一端帽324的底部354’的底部404，以及一大致地垂直于底部404的側(cè)壁406。在所示的實施例中，側(cè)壁406大致地圍繞端帽324’的側(cè)壁356’和介質(zhì)322’。與板402 —體地形成的是多個突出部410。盡管在圖20的截面圖中僅可見一個單一的突出部410，應該理解到，一般可以有一個以上的突出部410，例如，如圖22所示的四個突出部。突出部410的構造類似于突出部362。尤其是，各個突出部410包括一底部412，其被一彎曲部分414連接到側(cè)壁406上。各個底部412形成一自由端418。在使用中，為了組裝過濾器結(jié)構300’，過濾器盒306’插入到外殼304’內(nèi)。接下來，通過插入落入板402,過濾器盒306’固定在外殼304’內(nèi)的一定位置。該落入板定向成坐落在第一端帽324’的頂上。過濾器盒306’然后滯留在落入板402和支承結(jié)構342’之間。板402的突出部410沿徑向向內(nèi)撓曲，而同時插入外殼304’內(nèi)，然后，以搭鎖方式彈回到其正常的定向，并接合外殼304’的突脊318’。在使用中，為了使用圖1-22所述類型的過濾器來凈化流體，過濾器結(jié)構設置在過濾器頭上并在其上旋轉(zhuǎn)。待清潔的流體流過過濾器頭進入外殼，通過過濾器盒，流出過濾器外殼，返回通過過濾器頭，然后流出過濾器頭。在使用一段時間之后，過濾介質(zhì)將變得阻塞或閉塞。此時，過濾器需要進行保養(yǎng)。為了保養(yǎng)過濾器，過濾器通過旋轉(zhuǎn)離開頭而取出。即，過濾器結(jié)構和過濾器頭之間的螺紋嚙合不匹配。在某些使用中，去除全部的過濾器結(jié)構并用新的過濾器結(jié)構更換。例如，在圖1-5的實施例中，丟棄全部的過濾器結(jié)構并用新的過濾器結(jié)構更換。再者，在圖7-22的實施例中，可去除全部的過濾器結(jié)構并用新的過濾器結(jié)構更換?？梢詷嬎荚谀承┙Y(jié)構中，諸如在圖7-16的實施例中，通過嘴曳拉過濾器盒，從外殼中取出舊的過濾器盒。接片將斷開或在內(nèi)部的外殼突出部上彎曲，以允許過濾器盒從外殼中取出。在這樣的情形中，舊的過濾器盒 被丟棄(或再循環(huán))并用新的過濾器盒更換。新的過濾器盒插入到外殼內(nèi)。如果接片連接到盒，則接片彎曲并在外殼突緣或突出部上搭鎖地卡入。如果接片與盒分離，則突出部接合安裝在外殼內(nèi)的一定位置上，直到接片彎曲或搭鎖地卡入在外殼突緣或突出部上。新的過濾器結(jié)構以可操作的組件再次安裝在過濾器頭上。在所述的實施例中，端帽上的突出部可以由各種材料制成，包括金屬、塑料，以及復合物。在盒插入到內(nèi)部之前，外殼可以用鉻或鎳的電鍍進行鍍復或拋光，或熱處理。這使外殼處理得能耐腐蝕。應該認識到，由于組裝方便，外殼可以單獨地制造，可以在離開過濾器盒制造的工廠或分開的地方進行制造。過濾器盒最后組裝在外殼內(nèi)可在一第三場所進行。在某些應用中，所使用的過濾器介質(zhì)可以是一樹脂床。樹脂床可用來裝滿外殼的外直徑。螺紋板可由各種材料制成，包括由管進行沖壓、金加工制造，或由粉末金屬形成。
權利要求
1.一種流體過濾器結(jié)構(20、140、300、300，)，包括: (a)具有壁(28">172,308)的外殼(22、166、304、304，)，所述壁形成關閉端部(30、174、310)、敞開端部(32、176)、內(nèi)部容積(44)以及向內(nèi)延伸的突脊(126、180、318、318’ )； (i)所述外殼包括螺紋區(qū)域(86、178、316、316’ )； ( )向內(nèi)延伸的突脊(126、180、318、318’ )沿外殼壁的內(nèi)表面是圓周的； (b)定向在所述外殼的所述內(nèi)部容積內(nèi)的過濾器盒(24、168、306、306’);所述過濾器盒包括管狀結(jié)構的過濾器介質(zhì)，該過濾器介質(zhì)形成敞開的過濾器內(nèi)部； (i)所述管狀結(jié)構的過濾器介質(zhì)(46、190、328)具有第一端； ( )所述過濾器盒包括固定到所述管狀結(jié)構的過濾器介質(zhì)的所述第一端的端帽(54、 192、324、324’ );所述端帽形成與所述敞開的過濾器內(nèi)部流體連通的孔； (c)突出結(jié)構(100、210、350、400)，所述突出結(jié)構構造和布置成將所述過濾器盒與所述外殼壁間隔開，以便在所述過濾器盒和所述外殼壁之間形成流體流道； (i)所述突出結(jié)構是板的部分，所述板包括底部(96、212、354、404)和側(cè)壁(98、214、356,406)； ( )所述突出結(jié)構包括至少一個突出部(110、220、362、410)，所述突出部從所述底部和所述側(cè)壁中的至少一個延伸； (iii)所述突出結(jié)構接合所述向內(nèi)延伸的突脊(126、180、318、318’)。
2.如權利要求1所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于， 所述突出結(jié)構包括多個突出部。
3.如權利要求2所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于， 所述突出部(110、362、410)中每一個軸向延伸以接合所述向內(nèi)延伸的突脊。
4.如權利要求2和3中任何一項所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于， 所述板(402)是與所述端帽(324’ )分離的一分離件。
5.如權利要求2和3中任何一項所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于， 具有所述底部(96、212、354)和所述側(cè)壁(98、214、356)的所述板是所述端帽(54、192、324)的部分。
6.如權利要求5所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于， 所述突出部(110、362)中每一個從所述端帽(54、324)的所述板的所述側(cè)壁(98、356)軸向延伸。
7.如權利要求6所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于， 所述側(cè)壁包括包含過濾器介質(zhì)的部分(99、360)，所述包含過濾器介質(zhì)的部分圍繞所述過濾器介質(zhì)形成連續(xù)壁(98、356)； 所述包含過濾器介質(zhì)的部分(99、360)從所述底部(96、354)延伸并具有端部(114、368)； 所述突出部(110、362)中每一個從所述包含過濾器介質(zhì)的部分的所述端部延伸。
8.如權利要求2所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于， 所述突出部(110、220、362、410)中每一個包括自由端； 所述突出部的每個自由端接合所述向內(nèi)延伸的突脊(126、180、318、318’)。
9.如權利要求2所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于，所述突出部(221、222、223)中每一個徑向延伸以接合所述向內(nèi)延伸的突脊(180)。
10.如權利要求9所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于， 所述突出部(221、222、223)中每一個從所述端帽(192)的所述板的所述底部(212)徑向延伸。
11.如權利要求10所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于， 所述側(cè)壁(214)包括包含過濾器介質(zhì)的部分(216)，所述包含過濾器介質(zhì)的部分圍繞所述過濾器介質(zhì)形成連續(xù)壁(218) 所述包含過濾器介質(zhì)的部分從所述底部(212)延伸；以及 所述突出部(221、222、223)大致地正交于所述包含過濾器介質(zhì)的部分。
12.如權利要求1所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于，所述外殼壁還包括 鄰近過濾器介質(zhì)的一部分(323)，所述部分的內(nèi)直徑等于所述螺紋部分和所述向內(nèi)延伸的突脊(318、318’)之間的所述外殼壁的內(nèi)直徑； 在所述向內(nèi)延伸的突脊和所述部分(323)之間的起伏區(qū)域(380)，所述起伏區(qū)域(380)的內(nèi)直徑大于所述螺紋部分和所述向內(nèi)延伸的突脊之間的所述外殼壁的內(nèi)直徑，并且允許所述突出結(jié)構(350、400)彈回到正常位置。
13.如權利要求2所述的流體過濾器結(jié)構，其特征在于， 所述過濾器介質(zhì)包括褶裥的過濾器介質(zhì)和與所述第一端相對的第二端； 所述端帽是第一端帽；并且 所述過濾器盒還包括 第二端帽，所述第二端帽固定到所述過濾器介質(zhì)的所述第二端； 所述第二端帽關閉；以及 內(nèi)部管狀內(nèi)襯,所述內(nèi)部管狀內(nèi)襯被所述褶裥的過濾器介質(zhì)包圍； 所述內(nèi)部管狀內(nèi)襯在所述第一端帽和所述第二端帽之間延伸。
14.一種過濾器組件，包括如權利要求1所述的流體過濾器結(jié)構和過濾器頭，所述過濾器頭具有流體流入口端口和流體流出口端口，并且所述流體過濾器結(jié)構可釋放地固定到所述過濾器頭。一種制造過濾器的方法，該方法包括 (a)將過濾器盒(24、168、306、306’)和突出結(jié)構插入到外殼的敞開端部的插入步驟；以及 (b)將所述突出結(jié)構(100、210、350、400)上的突出部接合抵靠外殼上的向內(nèi)延伸的突脊(126、180、318、318')、以將所述過濾器盒固定在所述外殼內(nèi)的接合步驟； (i)所述向內(nèi)延伸的突脊(126、180、318、318’ )沿外殼的內(nèi)表面是圓周的；以及 ( )所述突出部接合抵靠朝向所述外殼的封閉端部的所述向內(nèi)延伸的突脊的一側(cè)。
15.如權利要求15所述的方法，其特征在于， (a)所述過濾器盒(24、168、306)包括端帽(54、192、324)，所述端帽具有從其延伸的所述關出部；以及 (b)所述接合步驟包括使來自所述端帽的所述突出部(110、220、362)接合抵靠朝向所述外殼的封閉端部的所述向內(nèi)延伸的突脊(126、180、318)的一側(cè)。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，(a)所述插入步驟 包括插入過濾器盒(306’)，然后將分離板(402)插入到所述外殼的敞開端部內(nèi)； (i)所述分離板(402)包括所述突出結(jié)構(400)。
17.如權利要求15-17中任一項所述的方法，其特征在于， (a)所述插入步驟包括將所述突出部以搭鎖方式卡入在所述向內(nèi)延伸的突脊的一側(cè)上；并且 (b)所述接合步驟包括將所述突出部接合抵靠朝向外殼的封閉端部的所述向內(nèi)延伸的突脊的一側(cè)。
全文摘要
一流體過濾器結(jié)構(300’)具有一外殼(304’)、一定向在外殼內(nèi)的盒(306’)，以及一突出結(jié)構(400)。突出結(jié)構(400)定向成將過濾器盒與外殼(304’)間隔開，以便在過濾器盒(306’)和外殼壁(304’)之間提供一流體流的流道。在某些結(jié)構中，突出結(jié)構是一端帽的部分。突出部的實施例包括軸向延伸部分、徑向延伸部分，而斜向延伸部分包括徑向和軸向分量。
文檔編號B01D46/52GK102614695SQ20121006535
公開日2012年8月1日 申請日期2003年10月7日 優(yōu)先權日2002年10月8日
發(fā)明者C·A·勞施, D·B·哈德, E·斯特納森, J·R·哈克爾, P·E·約翰遜 申請人:唐納森公司