CN101024133A - 共轴全流通和旁路油过滤器设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种流体过滤器，其包括：第一过滤器，与第一过滤器共轴的第二过滤器，邻接第一和第二过滤器的入口，邻接所述入口的第一出口，和在远离所述入口和第一出口的端处的第二出口。进一步地，第一和第二过滤器可被容纳于一体式罐或具有连接到可移除罐盖的罐体的罐中。本发明还提供一种过滤流体的方法，其包括：提供圆柱形壳体，将第一管状过滤器插入所述壳体，将第二管状过滤器插入所述壳体并与第一管状过滤器共轴，在所述壳体上提供入口，和在所述壳体上提供第一出口和第二出口，其中第二出口处于远离第一出口的端处。

Description

共轴全流通和旁路油过滤器设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请是于2003年12月15日提交的名称为“共轴全流通和旁路油过滤器(Coaxial Full-flow and Bypass Oil Filter)”且序列号为10/734,977的美国专利申请的部分继续申请，现要求此美国专利申请的优先权，该申请的公开内容被合并于此作为引用参考。
技术领域
本发明通常涉及流体过滤器。更具体地，本发明涉及一种举例而言在引擎、传动器或者其他机械装置中使用的针对诸如润滑剂、液压流体或冷却剂的流体过滤器。
背景技术
在具有润滑传动的动力车辆中，优选在流体进入泵之前在引擎、传动器或机械装置中将残渣(例如，固体颗粒，杂质等)从出流体中过滤出去。现有技术中公知的过滤器采用流动地介于流体储流器与泵之间的多孔过滤介质过滤流体。不幸的是，这些现有技术中的过滤器可能存在问题，这是因为，其可能无法将流体过滤到所希望的程度。
典型的油过滤器系统为单路全流通过滤器，其随着油的流通而对油进行净化。为了更完全地净化油并使油或车辆元件(automotive component)的使用寿命能够更长，经常采用形式为旁路过滤的附加辅助过滤器。通过将一小部分油转移而流过较之全流通过滤器中所设置的过滤介质更为稠密的过滤介质，可实现旁路过滤。
不过，旁路过滤由于多种原因而可能存在问题。一些旁路过滤器产品可能需要特定的安装架，间接的过滤头适配器或冗长的连接软管。进一步地，通过过滤器系统的旁路部分的油流速可能低于所需流速。
相应地，优选提供一种充分净化流体的方法和设备，其易于适用于引擎、传动器或机械装置，而几乎或完全不需要改造。进一步地，优选提供一种以所希望的速率传送流体的方法和设备。
发明内容
通过本发明，可在很大程度上满足上述的需要，其中在一个方面，提供一种设备，其在某些实施例中过滤在引擎、传动器或机械装置中的流体。
根据本发明的一个实施例，流体过滤器包括：第一过滤器；邻近第一过滤器的第二过滤器；围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器并具有第一端和第二端的壳体；被置于所述第一端处的入口；第一出口；和被置于所述第二端处的第二出口。
根据本发明的另一实施例，一种流体过滤器，包括：第一过滤器；邻近第一过滤器的第二过滤器；围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器并具有第一端和第二端的壳体；入口；被置于所述第一端处的第一出口；和被置于所述第二端处的第二出口。
根据本发明的又一个实施例，一种流体过滤器包括：第一过滤器；邻近第一过滤器的第二过滤器；围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的壳体，其中所述壳体包括具有可移除罐盖的旋上装置(spin-on)或其他罐体、过滤器筒(can)或料仓(cartridge)箱(case)；入口；第一出口；和被设置于所述可移除罐盖上的第二出口。
根据本发明的又一个实施例，一种流体过滤器包括：第一过滤器；与所述第一过滤器共轴的第二过滤器；与所述第一过滤器和所述第二过滤器共轴的入口；与所述第一过滤器和所述第二过滤器共轴的第一出口；和与所述第一过滤器和所述第二过滤器共轴的第二出口。
根据本发明的又一个实施例，一种流体过滤器包括：第一过滤器；邻近第一过滤器的第二过滤器；围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的壳体；被置于所述第一端处的入口；被置于所述第一端处的第一出口；和被置于远离所述入口的端处的第二出口。
根据本发明的再一个实施例，一种过滤流体的方法包括：提供圆柱形壳体；将第一管状过滤器插入所述壳体；将第二管状过滤器插入所述壳体并与所述第一管状过滤器共轴；在所述壳体上提供入口；和在所述壳体上提供第一出口和第二出口，其中所述第二出口处于远离所述第一出口的端处。
根据本发明的再一个实施例，一种流体过滤器系统包括：用于流体的初级过滤的装置，该装置产生初级流体；用于流体的次级过滤的装置，该装置产生次级流体；用于将所述初级流体传送到储流器的装置；和用于将所述次级流体分离地传送到所述储流器的装置，其中，所述用于初级过滤的装置与所述用于次级过滤的装置共轴。
这样，已经相当广泛地概述了本发明的某些特定实施例，使得在此对其的详尽描述可以被更好地理解，并使得本发明对现有技术的贡献可以被更好地认识到。当然，本发明存在将在下文中进行描述的另外的实施例，其将形成所附权利要求的主题。
在这方面，在详细说明本发明的至少一个实施例之前，应理解的是，本发明并未将其应用局限于所详述的结构，或局限于下面的描述中或附图中所说明的组件的排布。本发明能够实现所述以外的实施例，并能够以不同方式被实现和执行。而且，应理解的是，在此以及在摘要中所采用的措辞和术语，其目的在于描述而不应被认为是用于限制。
这样，本领域技术人员将认识到，本公开内容所基于的概念，可容易地被用作设计用于实现本发明的各目的的结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，在不偏离本发明的精神和范围的条件下，所附权利要求应被认为包括了这样的等同物结构。
附图说明
图1是图示了根据本发明实施例的罐过滤器的外部的侧视图。
图2是图1中的罐过滤器的剖视图。
图3是沿图1中的线3-3截取的横截面视图。
图4是沿图1中的线4-4截取的底视图。
图5图示的是根据本发明另一实施例的罐过滤器的外部的侧视图。
图6是沿图5中的线6-6截取的罐过滤器的剖视图。
图7是沿图5中的线7-7截取的俯视图。
图8是沿图5中的线8-8截取的横截面视图。
图9是图5中的罐过滤器的底视图。
图10是显示了从旁路过滤器测量到的输出作为过滤器入口压力的函数的曲线图。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明进行描述，其中，贯穿全文，相同的参考标号指代相同的部件。本发明的实施例提供一种用于诸如润滑剂、液压流体或冷却剂的流体的高质量的可靠的组合全流通和旁路过滤器，例如用在引擎、传动器或其他机械装置中。
本发明的实施例将两个共轴的圆柱形油过滤器与回收系统相结合，该回收系统用于将来自旁路过滤器的油返回到储流器、贮液器或其他压力相对较低的指定区域。与仅使用一个过滤器相比，所述旁路过滤器提供更好的流体过滤。所述旁路过滤器从引擎油、传动器流体或任何润滑和/或液压流体的进入主过滤器的一部分中去除固态杂质，并将该清洁部分返回到引擎油供应系统、传动器流体供应系统、液压流体贮液器等等，导致油的清洁度等级逐渐上升，直到达到稳定状态的清洁度。虽然下面详细描述的示例性实施例表述的是引擎油和/或传动器流体，但这些或其他实施例也能够适合于过滤其他流体，例如包括，其他车辆流体、其他润滑剂和其他液压流体。
本发明的一些实施例使用非文氏管方法来将来自全流通过滤器的一部分油移动通过旁路过滤器，而不同于现有技术中的过滤器的情况。本发明显现了多个实施例，例如，彻底一次性系统和可替换系统。
所述可替换系统具有金属全通过滤筛和由纤维制成的可替换旁路过滤器元件，该可替换旁路过滤器能够从所述过滤器罐移除并更换以新的旁路过滤器元件。
图1是图示了根据本发明实施例的罐过滤器的外部的侧视图。图2是图1中罐过滤器的剖视图。图3是沿图1中的线3-3截取的横截面视图。图4是沿图1中的线4-4截取的底视图。参照图1-4，本发明的实施例100显示了一次性系统的实施例。本发明的通常结构为包围两个共轴过滤器的罐101，全流通过滤器103，以及直径小于全流通过滤器103的旁路过滤器102。旁路过滤器102被置于所示的全流通过滤器103的中空内部之中。全流通过滤器103通过大弹簧107被保持紧靠接近于螺纹安装法兰的全流通衬垫104，所述螺纹安装法兰位于罐101的“出渣板”106(或其他)处，同时所述旁路过滤器通过小弹簧108被保持紧靠旁路衬垫。
所述过滤器的操作如下：流体通过出渣板106中的穿孔进入罐101并向下流到罐的外周界区域119，然后该流体在全流通过滤器103的外表面110处沿周界进入全流通过滤器103，并在压力下朝向所述过滤器的轴线而行进。之后，所述流体进入所述过滤器之间的过渡空间111，而这些流体的大部分通过出渣板106的排放开口112流出过滤器罐101而直接进入引擎、传动器或机械装置。所述油在过渡空间111中的一部分进入旁路过滤器102并流出旁路过滤器102而进入旁路收集空间113中，因此，这部分油通过旁路流体控制口115和排放端口114而流出所述过滤器罐。
旁路排放端口114通过软管(未示出)连接到引擎、传动器或机械装置中的某些低压力点，其中的油能够返回储流器。在进入罐101的流体压力与来自旁路返回端口114的软管的目的地处的压力之间的压力差，导致系统总油量中的相当一部分流过更细密的旁路过滤器102。最终，所有流体均通过旁路过滤器102并被净化至旁路过滤器102所允许的程度。本发明的特征在于，流体当其离开所述罐时未被混合，而是将旁路过滤器102的输出分离地引导到油储流器或其他目的地。
旁路过滤器102由诸如缠绕棉(wound cotton)和其他致密纤维的一系列材料组成。全流通过滤器103由选自包含褶皱纸和金属筛的清单的材料组成。
本发明的图5-9中的可选实施例，包括：由该实施例的优选实例中由钢制成的一次性旁路过滤器元件120和可净化过滤筛121。过滤器罐系统122整体地保持在旁路返回端口123通过螺纹125拧出的端处，在所述端处，罐体124连接到罐底盖126。当罐底盖126被旋开时，可净化的过滤筛121可被提起取出并净化，然后被替换。所用的旁路过滤器120可被更换为清洁的过滤器，底盖126被旋回拧上，整个单元保持连接到引擎、传动器或机械装置。作为可净化过滤筛121的可选方案，标准的褶皱纸全流通过滤器可用于此设计中，以允许过滤器可更换。
流体流径类似于前述的优选实施例。流体从引擎、传动器或机械装置直接进入室140，然后通过多个流动通道141，多个流动通道141围绕在罐体124的基底处的全流通排放开口142而呈圆周排布。流体然后向下流到罐侧144并穿过过滤筛121到达过渡空间129，在此，在不同的压力下，一部分流体进入旁路过滤器120并使其穿过而到达过滤器131的内部，在此，所述流体通过旁路返回口132而流出。
用于所述可替换实施例的衬垫143，将组合的全流通/旁路过滤器系统密封隔离于过滤器衬架(mount)、传动器或机械装置(过滤器衬架未示出)。衬垫146和147防止油取道从室140到过渡空间129或从罐侧144到过渡空间129的捷径。
在旁路过滤器120顶部的四叶抗阻塞盖(four-bladed anti-blockage cap)150，防止旁路过滤器120在脱离在过滤器罐内部的其衬架152的情况下阻塞油通过过滤筛121而流过过滤器的其余部分。如果这种情况发生而没有四叶抗阻塞盖150，则旁路过滤器120可塞住全流通排放开口142，从而使引擎、传动器或机械装置缺乏油的供应而导致灾难性失效。
一次性过滤器的旁路返回口115的尺寸和其在可替换实施例中的等同物的尺寸，对于旁路过滤器102和120的有效性很重要。可使用1毫米的尺寸用于来自旁路过滤器102和120的出口。
本发明的实施例中，这种全流通和旁路过滤器罐系统可兼容已有的引擎、传动器或机械衬架，而且不需要安装特定的设备。
正向的流体流可通过所述系统的两个过滤器在任何引擎速度下进行展示。在图10中，针对本发明的实施例，显示了纯油从旁路过滤器102通过旁路流控制口115的基本上呈线性的输出。
虽然本发明的多个实施例已经进行了描述，不过，在不偏离本发明相关的任何权利要求的意图和范围的条件下，能够进行改造并实现本发明的其他实施例。
根据详细描述的申请文件，本发明的多个特征和优点变得明显，因此，本发明意在由所附权利要求涵盖处于本发明的真实精神和保护范围之内的所有本发明的这样的特征和优点。进一步地，由于对于本领域技术人员而言，易于实现各种改造和变化，因此，本发明并不意在限于所图示和描述的特定结构和操作，相应地，本发明可适合于处于本发明范围内的所有适合的改造和等价方法。

Claims (63)

1、一种流体过滤器，包括：
第一过滤器；
第二过滤器；
围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的壳体，其具有第一端和第二端；
置于所述第一端上的入口；
第一出口；和
置于所述第二端上的第二出口。
2、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述第一过滤器包括粗过滤介质，所述第二过滤器包括细过滤介质。
3、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述第一出口为粗流出口，所述第二出口为细流出口。
4、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述入口包括多个孔。
5、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述壳体包括罐。
6、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述第二出口被设置于所述罐上。
7、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述第一过滤器与所述第二过滤器共轴。
8、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述第一过滤器与所述第二过滤器径向隔开。
9、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述壳体的所述第一端被设置为安装到引擎、传动器或机械装置。
10、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述壳体的所述第二端被设置为连接到返回管线、出口、管道或软管。
11、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述第一过滤器和所述第二过滤器呈管状形状，并且所述第一过滤器的直径大于所述第二过滤器的直径。
12、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述第一过滤器包括金属网筛，所述第二过滤器包括纤维状介质。
13、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述第一过滤器包括褶皱介质、金属丝网筛或网状物。
14、根据权利要求13所述的流体过滤器，其中，所述第二过滤器包括缠绕棉。
15、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述第二过滤器包括纤维状介质。
16、根据权利要求15所述的流体过滤器，其中，所述第二过滤器包括缠绕棉。
17、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为传动器流体过滤器。
18、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为引擎流体过滤器。
19、根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为机械装置流体过滤器。
20、一种流体过滤器，包括：
第一过滤器；
第二过滤器；
围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的壳体，其具有第一端和第二端；
入口；
置于所述第一端上的第一出口；和
置于所述第二端上的第二出口。
21、根据权利要求20所述的流体过滤器，其中，所述第一过滤器包括粗过滤介质，所述第二过滤器包括细过滤介质。
22、根据权利要求20所述的流体过滤器，其中，所述第一出口为粗流出口，所述第二出口为细流出口。
23、根据权利要求20所述的流体过滤器，其中，所述入口包括多个孔。
24、根据权利要求20所述的流体过滤器，其中，所述壳体包括罐、盒、筒或料仓箱。
25、根据权利要求24所述的流体过滤器，其中，所述第二出口被设置于所述罐、所述盒、所述筒或所述料仓箱上。
26、根据权利要求20所述的流体过滤器，其中，所述第一过滤器与所述第二过滤器共轴。
27、根据权利要求20所述的流体过滤器，其中，所述第一过滤器与所述第二过滤器径向隔开。
28、根据权利要求20所述的流体过滤器，其中，所述第一端被设置为安装到引擎，所述第二端被设置为连接到返回管线或软管。
29、根据权利要求20所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为传动器流体过滤器。
30、根据权利要求20所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为引擎流体过滤器。
31、根据权利要求20所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为液压流体过滤器。
32、一种流体过滤器，包括：
第一过滤器；
第二过滤器；
围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的壳体，其中所述壳体包括具有可移除罐盖的罐体；
入口；
第一出口；和
第二出口。
33、根据权利要求32所述的流体过滤器，其中，所述第二出口被设置于所述可移除罐盖上。
34、根据权利要求32所述的流体过滤器，其中，所述入口和所述第一出口被设置于所述罐体上。
35、根据权利要求34所述的流体过滤器，其中，所述第二出口被设置于所述可移除罐盖上。
36、根据权利要求32所述的流体过滤器，其中，所述罐体被设置为安装到引擎，所述罐盖被设置为连接到软管。
37、根据权利要求32所述的流体过滤器，其中，所述罐体包括螺纹，以连接到所述罐盖。
38、根据权利要求32所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为传动器流体过滤器。
39、根据权利要求32所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为引擎流体过滤器。
40、根据权利要求32所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为液压流体过滤器。
41、一种流体过滤器，包括：
第一过滤器；
与所述第一过滤器共轴的第二过滤器；
与所述第一过滤器和所述第二过滤器共轴的入口；
与所述第一过滤器和所述第二过滤器共轴的第一出口；和
与所述第一过滤器和所述第二过滤器共轴的第二出口。
42、根据权利要求41所述的流体过滤器，进一步包括：围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的罐、盒、筒或料仓箱，其中，所述入口、所述第一出口和所述第二出口被设置在所述罐、所述盒、所述筒或所述料仓箱上。
43、根据权利要求41所述的流体过滤器，进一步包括：围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的罐体、盒体、筒体或料仓箱，其中，所述罐体、所述盒体、所述筒体或所述料仓箱相应地被连接到可移除的罐盖、可移除的盒盖、可移除的筒盖或可移除的料仓箱盖，其中，相应地，所述入口和所述第一出口被设置于所述罐体、所述盒体、所述筒体或所述料仓箱上，而所述第二出口被设置于所述可移除的罐盖、所述可移除的盒盖、所述可移除的筒盖或所述可移除的料仓箱盖上。
44、根据权利要求41所述的流体过滤器，其中，所述第一过滤器被设置与所述第二过滤器径向隔开。
45、根据权利要求41所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为传动器流体过滤器。
46、根据权利要求41所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为引擎流体过滤器。
47、根据权利要求41所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为液压流体过滤器。
48、一种流体过滤器，包括：
第一过滤器；
第二过滤器；
围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的壳体；
置于第一端上的入口；
置于所述第一端上的第一出口；和
置于所述入口远端上的第二出口。
49、根据权利要求48所述的流体过滤器，其中，所述壳体为罐。
50、根据权利要求48所述的流体过滤器，其中，所述第二出口被设置于所述罐上。
51、根据权利要求48所述的流体过滤器，其中，所述壳体包括连接到可移除罐盖的罐体。
52、根据权利要求51所述的流体过滤器，其中，所述第二出口被设置于所述可移除罐盖上。
53、根据权利要求48所述的流体过滤器，其中，所述第一过滤器被设置与所述第二过滤器径向隔开。
54、根据权利要求48所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为传动器流体过滤器。
55、根据权利要求48所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为引擎流体过滤器。
56、根据权利要求48所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为液压流体过滤器。
57、一种过滤流体的方法，包括：
提供圆柱形壳体；
将第一管状过滤器插入所述壳体；
将第二管状过滤器插入所述壳体并与所述第一管状过滤器共轴；
在所述壳体上提供入口；和
在所述壳体上提供第一出口和第二出口，其中所述第二出口处于所述第一出口远端处。
58、根据权利要求57所述的过滤流体的方法，进一步包括引导流体通过所述入口进入所述壳体的步骤。
59、根据权利要求58所述的过滤流体的方法，进一步包括通过所述第一过滤器过滤流体并引导流体通过所述第一出口流出所述壳体的步骤。
60、根据权利要求59所述的过滤流体的方法，进一步包括引导一部分流体通过所述第二过滤器并引导所述一部分流体通过所述第二出口流出所述壳体的步骤。
61、一种流体过滤器系统，包括：
用于流体的初级过滤从而产生初级流体的装置；
用于流体的次级过滤从而产生次级流体的装置；
用于将所述初级流体传送到储流器的装置；和
用于将所述次级流体分离地传送到所述储流器的装置，其中，所述用于初级过滤的装置与所述用于次级过滤的装置共轴。
62、根据权利要求61所述的流体过滤器系统，其中，所述用于传送所述初级流体的装置处于远离所述用于传送次级流体的装置的位置。
63、根据权利要求61所述的流体过滤器系统，其中，所述用于传送所述初级流体的装置连接到引擎，而所述用于传送次级流体的装置连接到返回管路或软管。
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