過濾器組件的製作方法
2024-01-18 23:27:15
本披露涉及一種過濾器組件，並且更具體地，涉及一種邊緣過濾器組件。
背景技術：
本部分提供了與本披露相關的背景信息，其不一定是現有技術。
在流體(例如，柴油燃料、尿素、水、油等)進入敏感設備(例如，注入器或泵)的敏感部件之前，可以使用過濾器通過將顆粒、碎屑和/或汙染物從流體中去除來保護這種設備。邊緣過濾器已被使用在柴油燃料注入器中來將顆粒從柴油燃料中去除。傳統的邊緣過濾器通常簡單且穩健、並且通常已適當地運行用於許多應用。邊緣過濾器領域中的持續改進是令人希望的，因為改進過濾性能(過濾顆粒尺寸、通過過濾器的流速等)可以改善結合的多種產品的性能和效率。
技術實現要素：
此部分提供本披露的總體概述而不是其全部範圍或其所有特徵的全面披露。
在一種形式中，本披露提供了一種過濾器組件，該過濾器組件可以包含外部插入件和內部插入件。該外部插入件可以包含孔口和多個外部凹槽。這些外部凹槽形成在該外部插入件的徑向外周邊中並且彼此分開。該內部插入件可以被布置在該孔口內。多個內部凹槽可以形成在該內部插入件的徑向外周邊中。這些外部凹槽和內部凹槽中的每一者都可以具有一個關閉的軸向末端和一個開放的軸向末端。
在一些構型中，這些外部和內部插入件彼此同軸。
在一些構型中，這些外部和內部插入件通常是圓柱形的。
在一些構型中，限定這些內部凹槽的多個表面與該孔口的一個直徑表面相配合以形成多個流體通道。
在一些構型中，該內部插入件是壓力裝配在孔口內的。
在一些構型中，這些內部和外部插入件具有相同的軸向長度。
在一些構型中，這些內部和外部插入件具有不同的軸向長度。
在一些構型中，這些外部和內部插入件由不可滲透的材料形成。
在一些構型中，這些外部凹槽中的一個或多個是第一外部凹槽並且這些外部凹槽中的一個或多個是第二外部凹槽。這些第一外部凹槽的開放的軸向末端可以被布置在該外部插入件的一個第一軸向末端，並且這些第二外部凹槽的開放的軸向末端被布置在該外部插入件的一個第二軸向末端。
在一些構型中，每個第一外部凹槽都被成角度地布置在相鄰的第二外部凹槽之間。
在一些構型中，多個外部空隙提供了相鄰的第一外部凹槽和第二外部凹槽之間的流體連通。這些外部空隙的尺寸可以被確定以避免具有預定尺寸的顆粒從這些第一外部凹槽穿過至這些第二外部凹槽。
在一些構型中，這些內部凹槽中的一個或多個是第一內部凹槽並且這些內部凹槽中的一個或多個是第二內部凹槽。這些第一內部凹槽的開放的軸向末端可以被布置在內部插入件的一個第一軸向末端，並且這些第二內部凹槽的開放的軸向末端可以被布置在內部插入件的一個第二軸向末端。
在一些構型中，每個第一內部凹槽都被成角度地布置在相鄰的第二內部凹槽之間。
在一些構型中，多個內部空隙被徑向布置在該內部插入件和該孔口的內直徑表面之間。這些內部空隙可以提供相鄰的第一內部凹槽和第二內部凹槽之間的流體連通、並且尺寸可以被確定以避免具有預定尺寸的顆粒從這些第一內部凹槽穿過至這些第二內部凹槽。
在一些構型中，該過濾器組件可以結合到注入器(例如，燃料注入器、還原劑注入器等)中，該注入器包含導管，該導管具有布置在其中的過濾器組件。
在另一種形式中，本披露提供了一種邊緣過濾器組件，該邊緣過濾器組件可以包含外部插入件和內部插入件。該外部插入件可以具有圓柱形的第一本體以及被布置在該第一本體的軸向末端處的第一凸緣和第二凸緣。該外部插入件可以包含孔口，該孔口延伸穿過該第一本體以及該第一凸緣和第二凸緣。該外部插入件可以包含多個外部凹槽。這些外部凹槽可以形成在該外部插入件的徑向外周邊中並且彼此分開。第一本體可以包含最外直徑，該最外直徑小於第一凸緣和第二凸緣的最外直徑。該內部插入件可以被布置在該孔口內並且可以具有圓柱形的第二本體以及被布置在該第二本體的軸向末端處的第三凸緣和第四凸緣。該第三凸緣和第四凸緣可以被加壓力而與該孔口的直徑表面相接合。內部插入件包含了形成在該內部插入件的徑向外周邊中的多個內部凹槽。這些外部凹槽和內部凹槽中的每一者都可以具有一個關閉的軸向末端和一個開放的軸向末端。第二本體可以具有最外直徑，該最外直徑小於第三凸緣和第四凸緣的最外直徑。限定這些內部凹槽的多個表面可以與該孔口的直徑表面相配合以形成多個流體通道。
在一些構型中，這些外部和內部插入件彼此同軸。
在一些構型中，這些外部和內部插入件通常是圓柱形的。
在一些構型中，該內部插入件是壓力裝配在該孔口內的。
在一些構型中，這些內部和外部插入件具有相同的軸向長度。
在一些構型中，這些內部和外部插入件具有不同的軸向長度。
在一些構型中，這些外部和內部插入件由不可滲透的材料形成。
在一些構型中，這些外部凹槽中的一個或多個是第一外部凹槽並且這些外部凹槽中的一個或多個是第二外部凹槽。這些第一外部凹槽的開放的軸向末端可以被布置在該外部插入件的一個第一軸向末端，並且這些第二外部凹槽的開放的軸向末端可以被布置在該外部插入件的一個第二軸向末端。
在一些構型中，每個第一外部凹槽都被成角度地布置在相鄰的第二外部凹槽之間。
在一些構型中，由該第一本體的徑向最外表面限定的多個外部空隙提供了相鄰的第一外部凹槽和第二外部凹槽之間的流體連通。這些外部空隙的尺寸可以被確定以避免具有預定尺寸的顆粒從這些第一外部凹槽穿過至這些第二外部凹槽。
在一些構型中，這些內部凹槽中的一個或多個是第一內部凹槽並且這些內部凹槽中的一個或多個是第二內部凹槽。這些第一內部凹槽的開放的軸向末端可以被布置在該內部插入件的一個第一軸向末端，並且這些第二內部凹槽的開放的軸向末端可以被布置在該內部插入件的一個第二軸向末端。
在一些構型中，每個第一內部凹槽都被成角度地布置在相鄰的第二內部凹槽之間。
在一些構型中，多個內部空隙被徑向布置在該第二本體的徑向最外表面與該孔口的直徑表面之間。這些內部空隙可以提供相鄰的第一內部凹槽和第二內部凹槽之間的流體連通、並且尺寸可以被確定以避免具有預定尺寸的顆粒從這些第一內部凹槽處穿過至這些第二內部凹槽。
在一些構型中，該邊緣過濾器組件可以結合到注入器(例如，燃料注入器、還原劑注入器等)中。該注入器可以包含導管，該導管具有布置在其中的邊緣過濾器組件。該導管的內部直徑表面可以與該第一本體的這些徑向最外表面合作來限定這些外部空隙，使得這些外部空隙被徑向布置在該導管的內部直徑表面與該第一本體的這些徑向最外表面之間。
從在此提供的描述將清楚其他適用範圍。本概述中的說明和具體實例僅旨在用於說明的目的而並非旨在限制本披露的範圍。
附圖說明
在此描述的附圖僅是出於對所選擇實施例的而不是對所有可能實施方式的說明性目的，並且不旨在限制本披露的範圍。
圖1是具有根據本披露原理的過濾器組件的注入器的透視圖；
圖2是注入器與過濾器組件的流體連接器的透視截面視圖；
圖3是流體連接器和過濾器組件的分解透視圖；
圖4是流體連接器和過濾器組件的端視圖；
圖5是流體連接器和過濾器組件的截面視圖；並且
圖6是被安裝在流體連接器中的另一個過濾器組件的透視截面視圖。
貫穿附圖的若干視圖，相應的參考數字表明相應的部分。
具體實施方式
現在將參照附圖更全面地描述多個示例實施例。
提供了多個示例性實施例從而使得本披露是詳盡的，並將其範圍充分地告知本領域的技術人員。闡述了許多特定的細節，例如特定的部件、裝置和方法的示例，以提供對本披露的實施例的詳盡理解。對本領域的技術人員來說顯然地不必採用特定的細節，而可以用多種不同的形式實施示例性實施例、並且這些特定的細節都不應解釋為是對本披露的範圍的限制。在一些示例性實施例中，對周知過程、周知裝置結構、以及周知技術不做詳細描述。
在此所使用的術語僅是出於描述特定示例性實施例的目的而並不旨在限制。如在此所使用的，單數形式「一」、「一個」和「該」可以旨在也包括複數形式，除非上下文清楚地另外指明。術語「包括」、「含有」、「包含」和「具有」都是包括性的並且因此指定所陳述特徵、整合物、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或加入一種或多種其他特徵、整合物、步驟、操作、元件、部件和/或它們的集合。在此所描述的這些方法步驟、過程和操作不應當被解釋為必須要求它們按所討論或示出的特定順序執行，除非特別指出執行順序。還應當理解的是，可以採用另外的或替代性的步驟。
當一個元件或層涉及「在……上」、「接合到」、「連接到」、或「聯接到」另一元件或層時，它可以是直接在該另一元件或層上、接合、連接或聯接到該另一元件或層，或者可以存在中間元件或層。相比之下，當一個元件涉及「直接在……上」、「直接接合到」、「直接連接到」或「直接聯接到」另一元件或層時，就可能不存在中間元件或層。用於描述這些元件之間關係的其他詞語應當以類似的方式進行解釋(例如，「之間」與「直接之間」，「相鄰」與「直接相鄰」等)。如在此所使用的，術語「和/或」包括相關聯的所列項目的一項或多項的任意和所有組合。
雖然術語「第一」、「第二」、「第三」等在此可以用來描述不同的元件、部件、區域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區域、層和/或部分不應當受這些術語的限制。這些術語可以僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個區域、層或部分區分開。術語諸如「第一」、「第二」和其他數字術語在此使用時並不暗示序列或順序，除非上下文明確指出。因此，在下文中討論的第一元件、部件、區域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分，而不脫離這些示例性實施例的傳授內容。
空間相關術語，諸如「內」、「外」、「之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」等在此是為了使得對如這些附圖中所展示的一個元件或特徵相對於另一個或多個元件或者一個或多個特徵的關係的描述易於闡釋。空間相關術語可以旨在涵蓋除了在附圖中描繪的取向之外的、裝置在使用或操作中的不同取向。例如，如果裝置在這些附圖中被翻轉，則被描述為在其他元件或特徵「下方」或「之下」的元件將被取向為在其他元件或特徵「上方」。因此，示例性術語「下方」可以涵蓋上方和下方兩種取向。裝置可以被另外取向(旋轉90度或以其他取向)，並且在此所使用的空間相關描述符做出了相應的解釋。
參照圖1至圖5，提供了可以被安裝在例如注入器14(圖1)或泵(未示出)的流體連接器12(例如，總體上管狀的入口導管)中的邊緣過濾器組件10。該邊緣過濾器組件10可以被壓入流體連接器12的入口通道16中、並且可以在流體(例如，尿素、水、柴油燃料或油)進入注入器14或泵之前過濾該流體中的汙染物(例如，雜質顆粒)。
該邊緣過濾器組件10可以包含外部插入件18和嵌套在該外部插入件18內的內部插入件20。這些外部和內部插入件18、20例如可以整個由不可滲透的固體鋼材料、和/或任一其他合適的不可滲透的金屬材料、聚合材料或複合材料形成。該鋼材料允許過濾器組件10在高的流體溫度和壓力下的可靠操作。
該外部插入件18可以具有總體上圓柱形的主體22，該圓柱形主體具有被布置在該主體22的相應的縱向末端處的第一凸緣24和第二凸緣26。該主體22可以還包含中心孔口28、多個第一凹槽30以及多個第二凹槽31。該中心孔口28可以整個延伸穿過主體22和凸緣24、26，並且該中心孔口可以在主體22和過濾器組件10的縱向軸線a(圖2和圖3)上定中心。
凹槽30、31可以以圓形的方式被安排成圍繞縱向軸線a並且可以平行於該縱向軸線a縱向地延伸。凹槽30、31的彎曲表面32(圖3和圖4)是外部插入件18的徑向外周邊的部分，使得這些彎曲表面32與流體連接器12的內部直徑表面34相配合以形成流體穿過其流動的多個通道。凹槽30、31僅延伸穿過外部插入件18的軸向長度的一部分。即，每個凸緣24、26可以限定凹槽30、31中的一者的一個軸向末端壁33(圖2和圖3)。以此方式，這些第一凹槽30軸向延伸穿過第一凸緣24並且在軸向上在第二凸緣26處終止，並且這些第二凹槽31延伸穿過第二凸緣26並且在軸向上在第一凸緣24處終止。這些第一凹糟30中的每一者都被成角度地布置在相鄰的第二凹槽31之間(即，凹槽30、31被交替安排地布置)。
這些凸緣24、26的徑向最外表面25、27被壓力裝配成與流體連接器12的內部直徑表面34相接合。這些凸緣24、26的徑向最外表面25、27可以具有與主體22的這些徑向最外表面23相比略微更大的直徑。以此方式，可以在該內部直徑表面34與主體22的這些徑向最外表面23之間存在多個空隙29(圖5)。如將在以下更詳細地描述的，這些空隙29提供了相鄰凹槽30、31之間的流體連通並且提供了足夠小的寬度(即，垂直於縱向軸線a並且從表面23延伸至表面34的方向)以便允許經過其的流體流動、同時防止夾帶在流體中的顆粒從其中穿過，從而將顆粒從流體中濾出。應理解的是，這些空隙29的寬度(即，從這些表面23徑向延伸至該表面34的多個尺寸)在圖5中可以不是按比例示出的。而是，圖5中示出的這些空隙29的寬度已被放大以便使這些空隙29在圖5中更容易被看出。
該內部插入件20可以具有總體上圓柱形的主體36，該圓柱形主體具有被布置在該主體36相應的縱向末端處的第一凸緣38和第二凸緣40。主體36可以還包含多個第一凹槽42和多個第二凹槽44。
這些凹槽42、44可以以圓形的方式被安排成圍繞縱向軸線a並且可以平行於該縱向軸線a縱向地延伸。這些凹槽42、44的彎曲表面46(圖3和圖4)是內部插入件20的徑向外周邊的部分，使得這些彎曲表面46與外部插入件18的中心孔口28的內部直徑表面相配合以形成流體穿過其流動的多個通道。這些凹槽42、44僅延伸穿過內部插入件20的軸向長度的一部分。即，每個凸緣38、40可以限定凹槽42、44中的一者的一個軸向末端壁48(圖2和圖3)。以此方式，這些第一凹槽42軸向延伸穿過第一凸緣38並且在軸向上在第二凸緣40處終止，並且這些第二凹槽44延伸穿過第二凸緣40並且在軸向上在第一凸緣38處終止。這些第一凹糟42中的每一者都被成角度地布置在相鄰的第二凹槽44之間(即，這些凹槽42、44被交替安排地布置)。
這些凸緣38、40的徑向最外表面39、41被壓力裝配成與該外部插入件18的中心孔口28的內部直徑表面相接合。這些凸緣38、40的徑向最外表面39、41可以具有與主體36的徑向最外表面37相比略微更大的直徑。以此方式，多個空隙43(圖5)可以存在於外部插入件18的孔口28的內部直徑表面45與內部插入件20的主體36的這些徑向最外表面37之間。如將在以下更詳細地描述的，這些空隙43提供了相鄰凹槽42、44之間的流體連通並且提供了足夠小的寬度(即，垂直於縱向軸線a並且從表面37延伸至表面45的方向)以便允許經過其的流體流動、同時防止夾帶在流體中的顆粒從其中穿過，從而將顆粒從流體中濾出。應理解的是，這些空隙43的寬度(即，從這些表面37徑向延伸至表面45的多個尺寸)在圖5中可以不是按比例示出的。而是，圖5中示出的這些空隙43的寬度已被放大以便使這些空隙43在圖5中更容易地被看出。
在圖1至圖5中示出的特定構型中，內部插入件20的軸向末端與外部插入件18的軸向末端基本平齊。即，在圖1至圖5中示出的外部插入件和內部插入件18、20具有相同的軸向長度(即，在沿著或平行於縱向軸線a的方向上相同的長度)。
繼續參照圖1至圖5，將詳細描述過濾器組件10的運行。穿過流體連接器12的入口進入注入器14的流體流動穿過過濾器組件10，在該過濾器組件中，顆粒和/或其他汙染物從流體中被濾出。進入流體連接器12的流體可以流入由外部插入件18的這些第一凹槽30限定的通道中和由該內部插入件20的這些第一凹槽42限定的這些通道中。然後，由外部插入件18的這些第一凹槽30限定的這些通道中的流體可以流動穿過空隙29(即，流體連接器12的內部直徑表面34與外部插入件18的主體22的這些徑向最外表面23之間的空隙)並且進入由外部插入件18的這些第二凹槽31限定的這些通道中。同樣地，然後，由內部插入件20的這些第一凹槽42限定的通道中的流體可以流動穿過空隙43(即，外部插入件18的孔口28的內部直徑表面45與內部插入件20的主體36的這些徑向最外表面37之間的空隙)並且進入由內部插入件20的這些第二凹槽44限定的這些通道中。
如以上所描述的，空隙29、43足夠大以允許液體穿過其中從第一凹槽30、42至第二凹槽31、44，但是空隙29、43足夠小使得夾帶在流體中的預定尺寸的顆粒不能與液體一起從空隙中穿過。以此方式，當流體穿過空隙29、43時，預定尺寸的和更大的顆粒將從流體中被濾出。從流體中被濾出的顆粒可以積聚在第一凹槽30、42中。
將內部插入件20嵌套在外部插入件18中增大了過濾器組件10的過濾能力。即，通過將內部插入件20嵌套在外部插入件18中，增加了過濾空隙區域(即，流體可以穿過但是顆粒不能穿過的空隙區域)，而不會增加過濾器組件10的軸向長度(即，沿縱向軸線a的長度)。這種增加的過濾空隙區域允許穿過過濾器組件10的更高的流速。在一些實例中，如上所述的將內部插入件20嵌套在外部插入件18中幾乎使過濾器組件10的過濾能力增加一倍(相對於具有與外部插入件18相同的長度和直徑的傳統邊緣過濾器的過濾區域)，而不會增加過濾器組件10在流體連接器12內佔據的空間量。
在一些構型中，空隙29、43的尺寸可能基本上是相同的使得空隙29、43過濾基本上相同尺寸的顆粒。在一些構型中，內部插入件20的這些空隙43可以大於或小於外部插入件18的空隙29，使得外部插入件和內部插入件18、20具有不同的過濾性能(例如，流速以及過濾顆粒尺寸)使得給定尺寸的顆粒將穿過外部插入件20的這些空隙29、但不會穿過內部插入件18的這些空隙43，反之亦然。
在一些應用中，迫使流體穿過過濾器組件10的泵可以反向(即，以使經過流體連接器12的流體流動的方向反向的方式運行)以淨化已經積聚在過濾器組件10內的顆粒和汙染物。以此方式，可以迫使已經積聚在由第一凹槽30、42限定的通道內的顆粒和汙染物離開流體連接器12的入口。
參照圖6，取代過濾器組件10或除了該過濾器組件之外，提供了另一個邊緣過濾器組件110，該邊緣過濾器組件可被安裝在流體連接器12中。該過濾器組件110可以包含外部插入件118和嵌套在該外部插入件118之內的內部插入件120。外部插入件118和內部插入件120的結構和功能可以與以上描述的外部插入件和內部插入件18、20的結構和功能相似或相同。因此，將不再詳細描述相似的特徵。
與外部插入件18一樣，該外部插入件118可以包含總體上圓柱形的主體122，該圓柱形主體具有被布置在主體122相應的縱向末端處的第一凸緣和第二凸緣124、126。主體122可以還包括中心孔口128、多個第一凹槽130以及多個第二凹槽131。如以上所描述的，凸緣124、126的最外直徑可以大於主體122的最外直徑。
與內部插入件20相似，內部插入件120可以包含總體上圓柱形的主體136，該圓柱形主體具有被布置在該主體136相應的縱向末端處的第一凸緣和第二凸緣138、140。該主體136可以還包括多個第一凹槽142和多個第二凹槽144。如以上所描述的，凸緣138、140的最外直徑可以大於主體136的最外直徑。
內部插入件120可以具有小於外部插入件118的軸向長度的軸向長度。在圖6中示出的構型中，內部插入件120的第二凸緣140可以與外部插入件118的第二凸緣126基本平齊。內部插入件120的第一凸緣138可以與外部插入件118的第一凸緣124軸向間隔開，使得在注入器14的運行過程中，外部插入件118的中心孔口128的在第一凸緣124、138之間的一部分充當了能夠收集相對大的顆粒和碎屑的凹穴(pocket)。
在過濾器組件10、110的一些構型中，一個或多個附加插入件可以被嵌套在內部插入件20、120內，和/或外部插入件和內部插入件18、118、20、120可以被嵌套在一個或多個附加插入件內。
以上對這些實施例的描述是出於展示和說明的目的提供的。其並不旨在是詳盡的或是限制本披露。具體實施例的單獨的要素或特徵通常並不局限於該具體實施例，而是在適用時是可互換的、並且可以用在甚至並未明確示出或描述的選定實施例中。也可以用多種方式來對其加以變化。這樣的變化不應視作是脫離本披露，並且所有這樣的改動都旨在包含在本披露的範圍之內。