快排過濾器的製作方法

2023-12-02 00:20:51

專利名稱：快排過濾器的製作方法
技術領域：
本發明涉及液壓馬達或裝置中流動液體的過濾器套管、元件及全套過濾器，特別是需要不時更換元件的過濾器。
相關技術說明
流體過濾器的應用廣泛。例如，可以在汽車及普通發動機行業用於過濾發動機各種部件中的燃料、冷卻劑、油及其它潤滑劑、水及其它流體。過濾器的一個例子是由過濾介質組成的標準柱狀過濾器套管。過濾介質可以由紙張、紙板、氈布、熔紡或其它介質構成，其材料通常可以在更換元件時焚化以減少廢物。端板通常由塑料構成，且通常與元件相連。
上述過濾器套管安裝在過濾器進料槽或外殼內，通常可以與一件或多件中心管或立管配合使用。為了確保過濾期間能夠密封，常常在中心管及凸緣之間安裝彈性密封環。
由於流體仍然留在過濾器外殼、套管空腔(例如柱狀元件的空心)及元件介質本身之中，因此在更換元件套管時常會出現問題。由此經常導致拆除元件時出現滴油，安裝新的套管時出現流體濺出，以及骯髒流體與清潔流體的混合。憑藉當前技術，某些設計在過濾器上開了一個埠或閥門，以便在拆 除過濾器時可以將外殼內的流體排乾。排出的流體流向另一容器，例如油 箱、油槽、冷卻劑罐等。當前設計存在一個問題，即流速緩慢，且安裝系 統時需要採用較大的墊圈或複雜的閥門。我們需要採用一種開口更大、流 速更快的設計，以此降低成本及複雜程度。
發明概述
當前發明的目的在於應對技術現狀，特別是應對當前設計中尚未完全 解決的各種技術問題及需要。因此，當前發明可以為快排過濾器提供一種 裝置、系統及方法，以此克服技術中的許多或全部缺陷。
一方面，發明中的快排過濾器裝置包括一個過濾器外殼；殼中軸向放 置的一個流體通道；殼中軸向末端放置的一個維修排乾通道，殼內安裝過 濾器套管之後，該通道徑向遠離清潔流體的通道。
另一方面，發明中的快排過濾器裝置包括一個過濾器套管；套管中軸 向放置的一個內腔；自套管軸向末端軸向延伸的插接突起，殼內安裝過濾 器套管之後，該突起徑向遠離伸入內腔的立管。
另一方面，發明中的快排過濾器系統包括一個柱狀過濾器元件； 一個 軸向穿過元件的柱狀內腔；置於元件軸向末端的一個端板；容納元件及端 板的一個外殼；外殼及元件擁有一條^^共軸線；殼內軸向分布的一條清潔 流體的通道；殼中軸向末端端板附近放置的一個維修排乾通道，該通道徑 向遠離清潔流體通道；以及從端板軸向伸出插入排乾通道的 一個環狀插 頭。
另一方面，發明中的快排過濾器裝置維修方法包括提供一個外殼；殼 中一個柱狀過濾器套管；軸向穿過外殼及套管的一個柱狀清潔流體通道； 外殼末端上徑向遠離清潔流體通道的一個環狀維修排乾通道；插入排乾通 道用於拆除套管及插頭並安裝另一套管及插頭的一個排乾通道插頭。
本規範中提及的功能、優點或類似語言並不暗示發明的任何單個實施 例應該或是已經具備當前發明中可以實現的所有功能及優點。此外，應該認為有關功能及優點的描述是指與實施例有關的特定功能、優點或特徵存 在於當前發明的至少一個實施例之中。本規範中有關功能、優點的所有討 論或類似語言可能但未必是指同 一實施例。
發明中描述的功能、優點及特徵可以採用任何適當方式結合在一個或 多個實施例之中。熟悉相關技術的人士將會發現，將發明付諸實踐時可能 缺少特定實施例上的一個或多個特定功能或優點。在其它例子中，某些實 施例的其它功能及優點可能並不存在於發明的所有實施例之中。通過以下 描述及附錄要求，或是通過學習以下介紹的發明方法，當前發明的這些功 能及優點將更加明顯。
附圖簡述
為了便於理解發明的優點，我們將通過附錄圖表所示的特定實施例， 更加詳細地描述上述發明。請注意，這些圖表僅描述了發明中的典型實施 例，因此不應認為是對其範圍做出限制。我們將使用附圖對發明做出更加
具體詳細的描述及i兌明，其中
圖l是當前發明的快幹過濾器裝置實施例的剖面示意圖； 圖2是圖l裝置的透視剖面示意圖3是當前發明的快幹過濾器裝置另一實施例的底部平面示意圖4是

圖1裝置的局部剖面圖5是顯示壓力方向的圖l裝置的局部剖面圖6是當前發明的快幹過濾器裝置另一實施例的局部剖面圖7是顯示壓力方向的圖6裝置的局部剖面圖8是當前發明的快幹過濾器裝置另一實施例的局部剖面圖9是圖8裝置立管的透視圖10是圖8裝置立管的底部平面圖11是圖8裝置的局部剖面透視8圖12是當前發明的快幹過濾器裝置另一實施例的局部剖面圖； 圖13是當前發明的快幹過濾器裝置另 一 實施例的局部剖面圖； 圖14是當前發明的快幹過濾器裝置另一實施例的局部剖面圖； 圖15是當前發明的快幹過濾器裝置另 一 實施例的局部剖面圖； 圖16是當前發明的快幹過濾器裝置另 一 實施例的局部剖面圖； 圖17是當前發明的快幹過濾器裝置另一實施例的局部剖面圖。
發明的詳細描述
我們不難相信，此處圖表總體描述、示意的當前設計中的各種部件可 以通過各種不同配置進行安排、設計。以下我們將對當前發明的裝置、系 統及方法的實施例進行更加詳細的描述，其目的並不在於限制發明要求的 範圍，而僅是作為發明的指定實施例的代表。
本規範中提及的"一個實施例"均指與實施例有關的一種特定功能、 結構或特徵存在於當前發明的至少一個實施例之中。因此，在本規範各處 出現的"一個實施例"並不一定是指同一實施例。
描述的功能、結構或特徵可以採用任何適當方式結合在一個或多個實 施例之中。以下描述提供了眾多的具體細節，例如材料、扣件、尺寸、長 度、寬度、形狀等的例子，以便充分了解發明的實施例。但是，熟悉相關 技術的人士將會發現，將發明付諸實踐時可能缺少一個或多個特定細節， 或是採用了其它方法、部件、材料等。在其它例子中，我們沒有詳細顯示 或描述大家熟知的結構、材料或操作，以免影響發明的各個方面。
圖1及2顯示發明的快排過濾器裝置100,其中柱狀外殼102經過配 置，可以容納柱狀過濾器套管103。過濾器套管103包含過濾器元件105、 頂部端板106以及底部端板108。元件105沿軸向形成柱狀內腔或室110。 許多過濾器帶有設定並強化中腔的中杆。端板108的更多詳情將在下文描述。
外殼102包含柱狀壁、蓋子104、入口室116 (延伸穿過套管103外
9的外殼)、維修排液罐112以及維修排液口 114。立管109伸入內腔110。
操作時，骯髒流體(例如油箱中的燃料、冷卻劑罐中的冷卻劑、水或其它
流體)通過入口 (未顯示)進入過濾器100,進入入口室116,經過加壓 之後穿過元件105 (通常包括一個中杆)。過濾之後，清潔或過濾後的流體 進入立管109 (管道內部可以作為清潔流體的通道)，向下穿過清潔流體 出口 111。流體由此送往發動機、燃料噴射器、冷卻系統或其它清潔流體 應用。
在元件105由於堵塞或其它原因需要更換時，可以卸下蓋子104，從 外殼102上^是起套管103。這樣可以打開排乾通道，使得套管103及外殼 102中的殘留流體大都排入貯槽112,然後進入排液口 114。鑑於殘留在 需要更換的外殼及元件中的上述流體大都或全部骯髒，任何清潔流體接觸 骯髒流體之後將會受到汙染，因此排液口 114將流回油箱或骯髒流體的其 它源頭，熟悉相關技術的人士根據這一披露顯然可以了解這一情況。
圖3顯示當前發明中與裝置100 (帶有外殼102、立管109、清潔流 體出口 111以及排液口 114)功能相同的一個過濾器裝置的仰視圖。
圖4更為詳細地顯示了裝置100的局部。如圖所示，環板120從立管 109直接徑向延伸至端板108下方。環板120與立管109形成一體，因此 可以視為其組成部分，但是為了定義需要，在此仍然將其分開考慮。架子 120直角彎曲插入凸緣122。凸緣122可以作為環狀排乾通道160的內緣， 其徑向內沿由凸緣122確定，徑向外沿由外殼組件136確定。環狀排乾通 道160徑向遠離立管109，使得通道的圓周更大，因此流動區域更大(記 得這個面積隨著半徑的平方而增大)。這樣可以打開通道160,在從外殼 上卸下套管103之後，可以提高外殼102排乾流體的速度(圖1, 2)。因 此，流速受限於排液口 114的直徑及相關管道，而非界面幾何形狀。
這裡使用的"徑向"及"半徑"不僅是指柱體的半徑，也指距離軸線 的任何距離。通道16 0及裝置的其它部件的半徑可以是也可以不是常數， 即它們的形狀可能並不糹見則。
過濾器套管103放入外殼102後，應將排乾通道160插入或密封之後 過濾器方可正常工作，熟悉相關技術的人士根據此披露顯然可以了解這一情況。在圖4所示的實施例中，可以使用環狀插頭裝置完成這一工作。該
裝置由端板108所附或所含的、軸向伸入排乾通道106的環狀倒鉤124組 成。用橡膠或其他靈活材料做成的墊圏126安裝在倒鉤124上。在此實施 例中，墊圈126含有四個突起或凸起128,可以相對容易地安裝在倒鉤l24 上。在將套管103裝入外殼102之後，凸起128壓下凸緣122及組件136， 插入並密封通道160，從而防止過濾器操作期間進行排乾，同時可以將過 濾器的清潔一側與骯髒一側密封開來。
從圖4中可以看到，倒鉤124的邊緣(球端)較厚，可以增強與墊圈 126的機械附著，使其與倒鉤124緊密相連，防止其在拆卸套管期間或因 外殼102上的壓力而從倒鉤124上脫落。熟悉相關技術的人士根據這一披 露顯然可以了解，我們可以使用各種其它裝置，例如使倒鉤在端板108上 直接軸向突起，並且通過粘附和或壓力使墊圏與其相連。如下所述，軸 向突起本身可以帶有插頭，因此無需其它墊圈材料即可填滿整個通道。在 發明範圍之內可以使用其它裝置，其中包括將排乾通道插頭與端板隔開並 相連，或是在拆卸套管時將其單獨從排乾通道上卸下。這些內容將在下文 討論。
環板120也可以通過各種方式進行修改，並製成各種形狀，只要其中 包含立管上的一個或多個拉長突起並且沒有包含環狀結構(下文將介紹一 個實施例)。與從立管伸出的突起的精確結構(甚至是其本身的存在)相 比，遠離過濾器裝置中軸的至少一段排乾通道更為重要。熟悉相關技術的 人士根據這一披露顯然可以了解，這一概念在各種過濾器中可以得到廣泛 應用。這些過濾器不必採用柱狀或是帶有立管，只需帶有或配有軸線，並 將排乾通道(可以是環狀通道、 一孔或多孔或是其它結構)置於軸線之外， 以增力a其流動面積。
帶有四個凸起的墊圏126可以在壓力以及吸入過濾器方面提供有效 密封。圖5中的箭頭161顯示了壓力過濾器中施加在墊圈126 (特別是其 上部凸起128)上的力。如下所述，真空過濾器的壓力有所不同，下部凸 起128將承受力的衝擊。
圖6所示的墊圏226 (僅有兩個下部凸起228 )可以用於真空過濾器。
ii在這種用途中，受力影響的主要是下部突起228(如圖7中箭頭163所示)， 因此無需上部凸起。
在某些高壓應用中，插入排乾通道的墊圈會受到一個巨大的力，使其 可能從排乾通道上脫落。儘管在許多情況下，圖4所示的倒鉤/墊圈(以及 其它插頭或墊圈結構)可以防止插頭脫落，但在高壓時增加插頭支撐結構 會有所幫助。
圖8-10顯示上述支撐結構的一個實施例。在此情況下，從凸緣322 延伸出來的支架323 (相當於凸緣122)位於倒鉤324及墊圈326的下方， 並可為其提供支撐(圖8 )。環板320以及凸緣322與323則由從立管309 徑向伸出的兩個以上的肋材330支撐。
另外，可以取消323支架，由肋材330自行為插頭提供支撐。為了實 現支撐，可能需要增加肋材的數量，以減少肋材間距。在發明範圍之內， 可以使用其它支撐結構，其中包括將其作為外殼的組成部分，而非將其從 立管伸出，這樣即可使用標準形狀的立管。
圖8還顯示放置在端板308內沿、與立管309實現密封的第二墊圏或 墊環334。墊圈334進一步改善清潔與骯髒一側的密封，同時還具有立管 擦拭功能，即在過濾器套管裝入外殼之後，保持與立管309從上至下的接 觸，擦拭並清潔立管309上的碎屑。從端板308軸向伸出的突起336可以 為端板提供支撐，但在端板308與320之間需要一定空間，以便放入墊 圏334。
如圖11所示，碎屑蓋304可以安裝在立管頂部，以防止更換過濾器 套管期間塵土及其它碎屑掉入立管的清潔流體通道。碎屑蓋304可以與立 管在徑向上共同延伸或是延伸範圍略小，以讓墊圈334發揮^察-拔功能。
圖12顯示插頭424的另一實施例。該插頭包括端板408本身的一個 軸向延伸或突起，可以伸入或插入排乾通道460,且無需添加墊圈。插頭 424含有密封翼片430,可以協助密封通道460。翼片430是指向上方或 下方的薄且有彈性的突起，凸緣422及外殼組件436略帶角度，可以提高 密封性能。此類密封通常更適用於較粗過濾器。此時，穿過排乾通道460的流體如果出現少量分流，不會對過濾器的操作造成重大損害。在為了強
化清潔與骯髒一側的密封而使用第二墊圈434 (如圖)的情況下，少量的
分流不會影響顆粒分離效率，只會導致少量流體流回骯髒流體源頭。
圖13顯示當前發明插頭的另一實施例。插頭由端板508軸向伸出的環狀突起524組成，其中含有位於突起524內外側上的用於放置0形環526的凹陷，可以將其與外殼組件536及凸緣522密封開來。此類配置適合低壓設計，並且可以用於標準0形環。
圖14顯示墊圈626的另一實施例，其中墊圈626將插頭與第二密封墊圈(例如圖8所示的墊圈326及334 )結合起來。墊圈626本身可以填充第二墊圈密封造成的端板608與620之間的空間，因此無需使用圖8所示的突起336之類的突起。
圖15顯示插頭的另一實施例，其中端板708伸出的突起724在沒有翼片或墊圈的幫助下，填充並插入排乾通道760。為此，可以使用聚氨酯泡沫端板(有時用於空氣及液體過濾，且直接使用元件705的末端澆鑄)對介質褶皺進行密封(如果元件705經過打褶)，並且建立端板結構。上述材料或其它類似材料完全可以直接對立管及過濾器外殼進行密封，同時具有與墊圈334類似的擦拭功能。在發明範圍之內可以使用其它形狀的突起724。
發明的其它實施例包括完全不使用端板的過濾器套管，其介質穩固程度足以自行保持結構完整，在此情況下，插頭可以部分或全部由元件本身構成。
圖16顯示的發明實施例中，排乾通道插頭824與過濾器套管分開，使得帶有扁平端板(或不含排乾插頭的其它形狀)的標準過濾器套管可用於發明裝置之中。在此實施例中，插頭824中的凸緣837帶有立管809的密封墊圈838，端板808帶有密封凸緣837的O形環840或其它密封材料。在圖17顯示的實施例中，獨立插頭825 (不含密封凸緣)通過整體夾841夾在端板808上，從而將端板808直接夾在插頭825上，並進行密封。密封可以採用O形環、其它彈性密封、粘性密封或線對線配合裝置，以形成幹涉配合類型密封。另外，夾子841可以輕易地將夾子825留在端板808
13上，端板808則可以密封立管809。端板808與立管809之間的密封可以 與外殼相連，此時如果卸下過濾器，密封仍將留在原位，或是附著在與過 濾器一併取出的端板上。
圖16及17所示的實施例顯示，排乾通道正在分別從套管中拔出。如 果需要，可在排乾通道上的任何一點(排乾通道、貯槽、埠或其它位置) 插接排乾。在此披露以及本文的使用過程中，由於具有相同效果，因此任 何上述插頭均可被視為具有排乾通道功能的插頭。
在不偏離其精神或本質特徵的情況下，當前發明可以通過其它特定形 式實施。例如，無需對立管進行密封的發明實施例可以用於無需用到立管 的過濾器就可工作。在各種情況下，上述實施例僅應^L為示例而非限制。 因此，發明的範圍應該通過附錄要求而非上述描述予以表示。與要求等效 的含義及範圍內的所有變更應在其範圍之內予以採用。
權利要求
1. 一種快排過濾器裝置，其包括一個過濾器外殼；一個清潔流體通道，軸向置於外殼之中；一個維修排乾通道，置於外殼軸向末端，且徑向遠離清潔流體通道。
2. 如權利要求1所述的裝置，其還包含清潔流體通道徑向伸出的一個 徑向突起，突起的外端含有排乾通道的徑向內緣。
3. 如權利要求2所述的裝置，其中所述突起含有一個環板。
4. 如權利要求2所述的裝置，其中所述突起含有一個支撐肋材。
5. 如權利要求2所述的裝置，其中所述清潔流體通道置於外殼內軸 向放置的立管內部，且其中所述突起從立管伸出。
6. 如權利要求5所述的裝置，其還包含置於立管一端的一個碎屑蓋。
7. 如權利要求1所述的裝置，其還包含一個配置用於插入排乾通道的 排乾插頭。
8. 如權利要求7所述的裝置，其還包含置於外殼軸向末端的一個密 封，可以將清潔流體通道與安裝在外殼中的過濾器套管密封開來。
9. 如權利要求8所述的裝置，其還包含一個配置用於將排乾插頭夾在 過濾器套管上的夾子。
10. 如權利要求7所述的裝置，其還包含一個置於排乾插頭下方、至 少為其提供部分支撐的架子。
11. 如權利要求7所述的裝置，其中所述插頭經過配置，可以將安裝 在外殼中的過濾器套管密封開來。
12. —種快排流體過濾器裝置，其包括 一個過濾器套管； 一個軸向穿過套管的內腔；從套管軸向末端軸向伸出的一個插頭突起，在外殼中安裝套管之後徑 向遠離伸入內腔的立管。
13. 如權利要求12所述的裝置，其中所述過濾器元件及內腔為柱狀， 插頭突起為環狀。
14. 如權利要求13所述的裝置，其中所述插頭突起經過配置，在外殼 中安裝套管之後可以直接插入外殼中的排乾通道。
15. 如權利要求14所述的裝置，其還包含一個置於插頭突起上的密封翼片。
16. 如權利要求13所述的裝置，其還包含一個置於插頭突起上的環狀 墊圈。
17. 如權利要求16所述的裝置，其中所述環狀墊圏含有至少一個O 形環。
18. 如權利要求16所述的裝置，其中所述套管含有一個元件及一個端 板，其中所述環狀墊圈從插頭突起徑向伸入端板的內部半徑；在外殼中安 裝套管之後，經過配置的墊圈可以將套管與立管密封開來，並擦拭立管。
19. 如權利要求16所述的裝置，其中所述套管含有一個元件及一個端 板，還有置於端板內部半徑周圍的第二環狀墊圈；在外殼中安裝套管之後， 經過配置的第二墊圈可以將套管與立管密封開來，並擦拭立管。
20. 如權利要求16所述的裝置，其中所述插頭凸起的橫截面形狀如同 倒鉤。
21. 如權利要求20所述的裝置，其中所述墊圈在橫截面上擁有兩個以 上倒鉤。
22. 如權利要求20所述的裝置，其中所述墊圏在橫截面上擁有四個倒鉤。
23. 如權利要求20所述的裝置，其中所述墊圏在橫截面上擁有兩個倒 鉤，倒鉤徑向置於插頭突起的下方。
24. 如權利要求20所述的裝置，其中所述墊圈在橫截面上擁有兩個倒 鉤，倒鉤向上置於插頭突起的一方。
25. —種快排過濾器系統包括 一個柱狀過濾器元件；軸向穿過元件的一個柱狀內腔； 置於元件一個軸向末端上的一個端板；一個外殼，經過配置可以容納元件及端板，外殼與元件的軸線相同； 一個清潔流體通道，軸向置於外殼之中；一個維修排乾通道，置於靠近端板的外殼軸向末端，並且徑向遠離清 潔流體通道；從端板軸向伸出並插入排乾通道的 一個環狀插頭。
26. 如權利要求25所述的系統，其還含有一個軸向置於外殼之中並且 穿過內腔的立管，至少部分置於立管上的清潔流體通道，以及從立管徑向 伸出的一個板子，板子外部規定了維修排乾通道的內沿。
27. 如權利要求26所述的系統，其中所述板子包含板子外沿軸向伸出 的一個凸緣，經過配置的插頭可以將凸緣密封開來。
28. 如權利要求27所述的系統，其還含有從凸緣徑向伸出的一個支 架，並為插頭提供支撐。
29. —種快排過濾器裝置，其包括 過濾流體的工具； 容納過濾工具的工具；排乾工具，在將過濾工具放入外殼工具後可以防止排乾，未將過濾工 具放入外殼工具時可以排乾，排乾工具與軸線之間存在距離。
30. —種維修快排過濾器裝置的方法，所述方法包括提供一個外殼， 一個置於外殼內的柱狀過濾器套管，軸向穿過外殼及 套管的一個柱狀清潔流體通道，置於外殼的 一個末端並且徑向遠離清潔流體通道的一個環狀維修排乾通道，以及置於並插入排乾通道的一個排乾通 道插頭；卸下套管及插頭； 安裝第二套管及插頭。
31.如權利要求30所述的方法，其中所述套管及插頭彼此互為整體， 並且可以同時卸下。
全文摘要
快排過濾器100的一種裝置、系統及方法，其中包括過濾器外殼102，軸向置於外殼102中的清潔流體通道110，置於外殼102的一個軸向末端之上並且徑向遠離清潔流體通道110的一個維修排乾通道160。從規定清潔流體通道110(軸向置於外殼102中)的立管109徑向伸出一個突起120，規定了排乾通道160的內部半徑；外殼元件136規定了外部半徑。在外殼中安裝套管103時，從過濾器套管103軸向伸出的插頭126插入排乾通道160。
文檔編號E03F5/06GK101501280SQ200780029242
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月8日 優先權日2006年8月8日
發明者傑勒德·麥爾戈姆, 馬克·T·韋索歷克 申請人:康明斯濾清系統智慧財產權公司