流體過濾器及過濾器組件的製作方法

2023-05-08 19:14:56 5

本申請通常涉及用於與內燃發動機系統或類似物一起使用的流體過濾器。

背景技術：

流體過濾器，諸如旋入式潤滑油過濾器，通常包括具有塑料內螺紋以將過濾器附接到過濾器頭部的螺母板。圖1A至圖1B示出帶有附接到過濾器外殼130的塑料螺母板140的一個常規的流體過濾器120。塑料螺母板140包括可用於把過濾器120附接到過濾器頭部的內螺紋142。螺紋142可以是例如螺紋插入件的部分。然而，在許多示例中，內螺紋可能不足夠堅固，導致過濾器120隨著時間的推移而相對於過濾器頭部鬆動，導致過濾器組件的洩漏和/或性能下降。

技術實現要素：

各個實施方案提供了一種流體過濾器，該流體過濾器包括過濾器外殼和螺母板組件。螺母板組件包括過濾器頭部接合部分和外殼接合部分。過濾器頭部接合部分和外殼接合部分包括兩種不同的材料並且被模製在一起。過濾器頭部接合部分包括與單獨的設備可附接的螺紋區域。外殼接合部分是可附接到過濾器外殼的。

在特定的實施方案中，流體過濾器可包括其中過濾器頭部接合部分和外殼接合部分被共同模製在一起的布置。流體過濾器可包括其中過濾器頭部接合部分被包覆模製(overmold)到外殼接合部分的布置。流體過濾器可包括其中過濾器頭部接合部分是金屬的布置。流體過濾器可包括其中外 殼接合部分是塑料的布置。流體過濾器可包括其中外殼接合部分包括外殼接合部分中部開口且過濾器頭部接合部分包括過濾器頭部接合部分中部開口的布置，其中外殼接合部分中部開口和過濾器頭部接合部分中部開口中的每一個界定流動通道以允許流體進入或離開外殼。流體過濾器可包括其中外殼接合部分中部開口和過濾器頭部接合部分中部開口是同心的布置。流體過濾器可包括其中螺紋區域沿著過濾器頭部接合部分中部開口的內周界延伸的布置。

流體過濾器可包括其中外殼接合部分包括從外殼接合部分中部開口徑向向外延伸到外殼接合部分的側壁的肋部的布置。流體過濾器可包括其中過濾器頭部接合部分中部開口的外周界包括延伸部的布置，其中該延伸部從過濾器頭部接合部分中部開口的外周界突出並且進入到外殼接合部分中部開口的內周界中。流體過濾器可包括其中外殼接合部分包括唇緣的布置，該唇緣圍繞過濾器頭部接合部分的外邊緣延伸，使得過濾器頭部接合部分的外邊緣的頂側、底側和外側被外殼接合部分包圍。

流體過濾器可包括其中單獨的設備是過濾器頭部或發動機中的一個，使得過濾器頭部接合部分的螺紋區域與過濾器頭部或發動機中的一個可附接的布置。流體過濾器可包括其中過濾器頭部接合部分包括構造成密封單獨的設備的密封構件的布置。流體過濾器可包括其中外殼接合部分被構造成可移除地附接到過濾器外殼的敞開端部的布置。流體過濾器可包括定位在過濾器外殼內的過濾器元件。

各種其他實施方案提供了一種過濾器組件，該過濾器組件包括過濾器頭部和流體過濾器。流體過濾器包括過濾器外殼和螺母板組件。螺母板組件包括過濾器頭部接合部分和外殼接合部分。過濾器頭部接合部分和外殼接合部分包括兩種不同的材料並且被模製在一起。過濾器頭部接合部分包括與過濾器頭部可附接的螺紋區域。外殼接合部分是可附接到過濾器外殼的。

在特定的實施方案中，流體組件可包括其中過濾器頭部接合部分和外殼接合部分被共同模製在一起的布置。流體組件可包括其中過濾器頭部接合部分被包覆模製到外殼接合部分的布置。流體組件可包括其中過濾器頭 部接合部分是金屬的布置。流體組件可包括其中外殼接合部分是塑料的布置。流體組件可包括其中外殼接合部分包括外殼接合部分中部開口且過濾器頭部接合部分包括過濾器頭部接合部分中部開口的布置，其中外殼接合部分中部開口和過濾器頭部接合部分中部開口中的每一個界定流動通道以允許流體進入或離開外殼。流體組件可包括其中外殼接合部分中部開口和過濾器頭部接合部分中部開口是同心的布置。流體組件可包括其中螺紋區域沿著過濾器頭部接合部分中部開口的內周界延伸的布置。

流體組件可包括其中外殼接合部分包括從外殼接合部分中部開口徑向向外延伸到外殼接合部分的側壁的肋部的布置。流體組件可包括其中過濾器頭部接合部分中部開口的外周界包括延伸部的布置。該延伸部從過濾器頭部接合部分中部開口的外周界突出並且進入到外殼接合部分中部開口的內周界中。流體組件可包括其中外殼接合部分包括唇緣的布置，該唇緣圍繞過濾器頭部接合部分的外邊緣延伸使得過濾器頭部接合部分的外邊緣的頂側、底側和外側被外殼接合部分包圍。流體組件可包括其中過濾器頭部接合部分包括構造成密封過濾器頭部的密封構件的布置。流體組件可包括其中外殼接合部分被構造成可移除地附接到過濾器外殼的敞開端部的布置。流體組件可包括定位在過濾器外殼內的過濾器元件。

從結合附圖時進行的以下的詳細描述，這些和其他的特徵連同其組織和操作方式將變得明顯，其中貫穿下文所描述的若干個附圖，相似的元件具有相似的標號。

附圖說明

圖1A是現有技術的常規流體過濾器的透視圖。

圖1B是圖1A的現有技術的流體過濾器的螺母板的橫截面圖。

圖2A是根據一個實施方案的帶有模製的螺母板組件的流體過濾器組件的橫截面圖。

圖2B是圖2A的流體過濾器組件的橫截面圖，未示出過濾器頭部。

圖3是根據另一個實施方案的模製的螺母板組件的橫截面圖。

具體實施方式

通常參考附圖，本文所公開的各實施方案涉及流體過濾器，該流體過濾器包括螺母板組件，該螺母板組件可用於把過濾器組件的其餘部分(諸如外殼和過濾器元件)附接到過濾系統的各種其他的單獨的過濾部件、裝備或設備，諸如過濾器頭部。螺母板組件提供過濾器組件和過濾器頭部之間的更堅固的附接(相比於以前的旋入式流體過濾器)，以便防止任何洩漏或鬆動。應注意的是，儘管附接到過濾器頭部在本文被引用，但是應理解的是，螺母板組件可以與諸如發動機的各種其他單獨的設備或過濾部件附接。

流體過濾器組件

如圖2A至圖2B中所示，流體過濾器組件20包括構造成過濾諸如液體的各種不同的流體的旋入式過濾器。例如，過濾器組件20可以是用於在過濾油中使用的潤滑油過濾器。

僅為了說明的目的，用於過濾器設計的實施方案相對於常用於潤滑油過濾系統中的旋入式流體過濾器被描述。然而，應理解的是，本公開不意味著限制到旋入式過濾器，並且本文所描述的包括密封和附接接口的過濾器可用在其他過濾系統中和適合於其他過濾系統，諸如但不限於用於燃料、液壓、水等的過濾系統。因此，應進一步理解的是，需要過濾的各種工作流體(包括但不限於油)可從本文所公開的實用新型構思獲益。

如圖2A至圖2B中所示，過濾器組件20包括模製的螺母板組件40、過濾器外殼30、過濾器頭部70和過濾器元件34。螺母板組件40和過濾器外殼30被構造成彼此附接，以便把過濾器元件34包圍且固定在過濾器外殼30內。過濾器頭部70構造成與螺母板組件40附接並且提供進入過濾器組件20內的入口和/或出口。

與傳統的金屬過濾器相比，由於螺母板組件40，因而本過濾器組件20更容易被移除和附接到其他部件或設備，更環境友好，並且具有較低的操作成本。與許多常規的塑料潤滑油過濾器相比，本過濾器組件20在設 計上更加堅固。

過濾器頭部

如圖2A中所示，過濾器頭部70包括第一開口72和第二開口74，該第一開口72和該第二開口74中的一個可以是入口，且該第一開口72和該第二開口74中的另一個可以是出口，以便允許流體流動經過過濾器組件20。第一開口72和第二開口74可以附接到例如液體管路，該液體管路引導流體朝向過濾器組件20和遠離過濾器組件20。過濾器頭部70可以附接到諸如發動機的另一件裝備，流體可以來自該裝備以用於過濾並且/或在過濾後朝向該裝備。在維修期間，過濾器頭部70可以從過濾器組件20的其餘部分移除以允許進入過濾器組件20內。

過濾器頭部70包括從過濾器頭部70的底側的中部並且朝向過濾器組件20的其餘部分(例如，朝向螺母板組件40)軸向延伸的中部螺栓或延伸部76。過濾器頭部70的中部延伸部76的至少一部分構造成至少部分地延伸到過濾器頭部接合部分中部開口52中，並且可選地，至少部分地延伸到外殼接合部分中部開口62中。

螺母板組件40通過螺紋附接可移除地安置在過濾器頭部70上、安裝到過濾器頭部70或者固定到過濾器頭部70。例如，螺母板組件40構造成與過濾器頭部70的中部延伸部76接合併且固定到過濾器頭部70的中部延伸部76。因此，中部延伸部76沿著其外周邊刻有螺紋78，該螺紋78與螺母板組件40上的螺紋53接合，使得螺母板組件40擰到過濾器頭部70上直到螺母板組件40的密封構件59鄰接過濾器頭部70的底側的下表面79(並且抵著該下表面固定)為止。

在操作期間，流體可穿過第一開口72進入過濾器頭部70，流動經過過濾器頭部70，且然後經過螺母板組件40，並且流入過濾器外殼30和過濾器元件34中以便過濾。一旦流體已經穿過過濾器元件的過濾器介質36，則流體從過濾器外殼30流出，經過螺母板組件40且然後經過過濾器頭部70，並且最後穿過第二開口74離開。然而，應理解的是，相反地第二開口74可以是入口且第一開口72可以是出口。

過濾器外殼

盒殼或過濾器外殼30是大致上中空的、具有由側壁界定的內部空間以便將過濾器元件34容納或包含在該內部空間內。如圖2A中所示，過濾器外殼30的一個端部是與螺母板組件40附接的大致上敞開的端部32，並且過濾器外殼的另一個端部是封閉過濾器外殼30的下端部的大致上封閉的端部33。儘管過濾器外殼30可以是圓筒形的，但是應理解的是，過濾器外殼30可以是不同的形狀。另外，過濾器外殼30可以由適合於形成過濾器組件上的殼的任何材料形成，包括但不限於鋁、鋼、複合材料等。

過濾器元件

根據各個實施方案，過濾器元件34包括過濾器介質36、頂部端帽或端板38以及底部端帽或端板37。過濾器元件34被設定大小且構造成布置在過濾器外殼30內。過濾器介質36可以包括適合於過濾待與所公開的過濾組件一起使用的流體的任何過濾器介質。頂部端板38固定到過濾器介質36的頂部端部並且包括用於流體流動經過(進入螺母板組件40的外殼接合部分中部開口62或自螺母板組件40的外殼接合部分中部開口62出來)的頂部端板中部開口39。為了額外的支撐，頂部端板38可延伸到過濾器介質36的中部區域中。底部端板37固定到過濾器介質36的下端部，並且為了額外的支撐還可以延伸到過濾器介質36的中部區域中。

底部端板37和頂部端板38的材料可包括適合於與公開的過濾器組件一起使用的任何材料，包括但不限於金屬、聚氨酯、複合材料、塑料等。另外，過濾器介質36可通過包括但不限於膠粘劑、超音波結合(ultrasonic bonding)等的機構固定到底部端板37和頂部端板38。

模製的螺母板組件

模製的螺母板組件40構造成通過螺紋附接把過濾器外殼30與過濾器元件34一起可移除地安裝或附接到過濾器頭部70。螺母板組件40可以從過濾器頭部70移除，以便例如維修過濾器組件20或者替換過濾器元件34或過濾器組件20的其他部分。

如圖2B和圖3中所示，螺母板組件40包括模製在一起以確保固定且 堅固的附接的第一部分或過濾器頭部接合部分50和第二部分或外殼接合部分60。由於過濾器頭部接合部分50和外殼接合部分60之間的附接，過濾器組件20與常規的過濾器120相比更加堅固且更不易於洩漏或鬆動。例如，螺母板組件40和過濾器頭部70之間的附接比在較常規的設計中更不太可能鬆動。

外殼接合部分60和過濾器頭部接合部分50可以以各種不同的方式模製在一起。根據一個實施方案，通過把過濾器頭部接合部分50和外殼接合部分60共同模製在一起，外殼接合部分60和過濾器頭部接合部分50彼此固定地附接。根據另一個實施方案，過濾器頭部接合部分50包覆模製到外殼接合部分60以用於其間的固定附接。因此，過濾器頭部接合部分50可直接鄰接外殼接合部分60的外表面的至少一部分並且遵循或匹配外殼接合部分60的外表面的至少一部分的曲率。

過濾器頭部接合部分50和外殼接合部分60的材料被選擇以便確保到過濾器頭部70的堅固的附接。過濾器頭部接合部分50和外殼接合部分60包括不同的材料。例如，過濾器頭部接合部分50是金屬的，且外殼接合部分60是塑料的。

如圖2B中所示，螺母板組件40還被構造成附接或連接到過濾器外殼30的大致上敞開的端部32，以封閉該過濾器外殼30的大致上敞開的端部32並且把過濾器元件34保持在過濾器外殼30中。因此，外殼接合部分60通過包括但不限於螺紋或卡扣的各種不同的附接機構附接到過濾器外殼30。

外殼接合部分60還可以包括外殼接合部分中部開口62，該外殼接合部分中部開口62界定流動通道以允許流體流入或流出過濾器外殼30的敞開的端部32(並且進入過濾器元件34或自過濾器元件34出來)，使得流體可經由過濾器頭部70進入或離開過濾器組件20。外殼接合部分60的外殼接合部分中部開口62可包括例如入口和出口，並且可以與過濾器元件34的頂部端板38的頂部端板中部開口39至少部分地重疊，以便引導流體進入過濾器外殼30或自過濾器外殼30出來。因此，頂部端板38的頂部端板中部開口39和外殼接合部分60的外殼接合部分中部開口62可以是 至少部分同心的。

如圖3中所示，外殼接合部分60可以包括加強螺母板組件40的多個肋部66。因此，肋部66可以從外殼接合部分中部開口62徑向向外延伸到外殼接合部分60的側壁68並且彼此周向地間隔開。肋部66還可以在外殼接合部分60的頂側61和底側63之間軸向延伸。

為了把過濾器頭部接合部分50進一步固定到外殼接合部分60，外殼接合部分60可包括大體上覆蓋過濾器頭部接合部分50的外周邊緣54或與過濾器頭部接合部分50的外周邊緣54大體上重疊的重疊區域或唇緣64。因此，過濾器頭部接合部分50的外周邊緣54的頂側、底側和最外側被外殼接合部分60包圍並且直接接觸外殼接合部分60。

過濾器頭部接合部分50被構造成把過濾器組件20附接到過濾器頭部70。過濾器頭部接合部分50包括過濾器頭部接合部分中部開口52，該過濾器頭部接合部分中部開口52界定流通通道以允許流體流入或流出過濾器外殼30(並且通過過濾器外殼30的敞開的端部32流入或流出過濾器元件34)使得流體可進入或離開過濾器組件20。過濾器頭部接合部分50的過濾器頭部接合部分中部開口52構造成與外殼接合部分60的外殼接合部分中部開口62對齊以允許流體完全流動經過螺母板組件40並且流入或流出過濾器外殼30。過濾器頭部接合部分50的過濾器頭部接合部分中部開口52可以是例如入口或出口，並且可以與外殼接合部分60的外殼接合部分中部開口62至少部分地重疊，以便引導流體進入過濾器外殼30或從過濾器外殼30出來。因此，過濾器頭部接合部分50的過濾器頭部接合部分中部開口52和外殼接合部分60的外殼接合部分中部開口62可以是至少部分同心的。

為了附接到過濾器頭部70，過濾器頭部接合部分中部開口52的內周界的至少一部分被刻有螺紋以與過濾器頭部70的中部延伸部76的外周界上的螺紋78相對應和附接。帶有螺紋53的螺紋區域51沿著過濾器頭部接合部分50的過濾器頭部接合部分中部開口52的內周界延伸。螺紋53被構造成把過濾器組件20的其餘部分可移除地安裝或附接到過濾器頭部70。因此，過濾器頭部70上的螺紋78互補於過濾器頭部接合部分50的 螺紋區域51，以便允許過濾器頭部接合部分50附接到過濾器頭部70。由於過濾器頭部接合部分50和外殼接合部分60之間的附接，因此與常規過濾器設計中的螺紋布置相比，提高了螺紋區域51的螺紋53到過濾器頭部70的中部延伸部76的螺紋78的附接的整體性和堅固性。

螺紋區域51可以在過濾器頭部接合部分中部開口52的延伸到外殼接合部分60的外殼接合部分中部開口62中的部分上。因此，螺紋區域51與外殼接合部分中部開口62的內周界的一部分重疊，從而把過濾器頭部接合部分50進一步固定到外殼接合部分60。

根據如圖3中所示的一個實施方案，過濾器頭部接合部分50的過濾器頭部接合部分中部開口52可以可選擇地包括把過濾器頭部接合部分50進一步地固定到外殼接合部分60的延伸部56。延伸部56可以從過濾器頭部接合部分中部開口52的外周界突出並且遠離螺紋區域51突出到外殼接合部分中部開口62的內周界中。因此，過濾器頭部接合部分中部開口52的內周界包括包含螺紋53的螺紋區域51，並且過濾器頭部接合部分中部開口52的外周界包括延伸部56。過濾器頭部接合部分中部開口52的內周界和外周界經由過濾器頭部接合部分中部開口52的壁彼此相對。

如圖2B中所示，過濾器頭部接合部分50還可以包括密封件保持器58和定位在密封件保持器58內且由密封件保持器58固定的墊片或密封構件59。密封構件59包圍(例如，同心地布置在周圍)過濾器頭部接合部分50的過濾器頭部接合部分中部開口52(以及還有外殼接合部分60的外殼接合部分中部開口62)。密封構件59可構造成與過濾器頭部70的下表面79密封(例如，當過濾器頭部70的螺紋78和過濾器頭部接合部分50的螺紋53接合時)，以防止任何洩漏並且使工作流體與外界環境隔離。密封構件59可包括各種不同類型的密封件，包括但不限於矩形墊片密封件、O型圈密封件或擠壓筋密封件(crush-rib seal)。該密封構件59可以包括本領域已知的各種不同的材料。

應理解的是，流體過濾器組件的不同實施方案的各種部件、構型和特徵可以根據預期的使用和構型組合。

如本文所使用的，術語「大體上(substantially)」以及相似的術語旨在 具有與本公開的主題所屬領域中的普通技術人員普遍和被接受的用法相一致的廣泛的意義。檢閱本公開的本領域的技術人員應當理解，這些術語旨在允許說明所描述的某些特徵，而不將這些特徵的範圍限制到所提供的精確的數值範圍。因此，這些術語應該被解釋為表示所描述的主題的非實質性或無關緊要的修改或變化並且被認為是在本公開的範圍之內。

本文所使用的術語「連接(connected)」以及類似術語意指兩個構件彼此直接或間接的連結。這樣的連結可以是固定的(例如，永久性的)或可移動的(例如，可移除的或可釋放的)。這種連結可以通過彼此整體地形成為單個單一主體的兩個構件或兩個構件和任何另外的中間構件來實現或通過彼此附接的兩個構件或兩個構件和任何另外的中間構件來實現。

本文對元件的位置(例如「頂部(top)」、「底部(bottom)」、「上方(above)」、「下方(below)」等)的引用僅用於描述附圖中的各個元件的方向。應當指出的是，各個元件的方向可根據其他的示例性實施方案而不同，並且這種變化旨在被本公開所包含。

重要的是注意到，各個示例性實施方案的構造和布置僅是說明性的。儘管僅少數實施方案已經在本公開中被詳細描述，但檢閱本公開的本領域中的技術人員將容易理解，許多修改(例如，在各種元件的大小、尺寸、結構、形狀和比例、參數的值、安裝布置、材料的使用、顏色、方向等上的變化)是可能的，而不本質上偏離本文所描述的主題的新穎教導和優點。例如，示出為整體形成的元件可由多個部分或元件構成，元件的位置可以被倒置或者以其他方式改變，並且分立的元件或位置的性質或數目可以被變更或改變。根據可替代的實施方案，任何工藝或方法步驟的順序或次序可以改變或者重新排列。還可在各個示例性實施方案的設計、操作條件和布置上作出其他取代、修改、改變和省略，而不偏離本實用新型的範圍。