CN101073729A - 过滤器装设监视 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于监视密封的完整性的方法和设备，特别是在过滤元件中的那些密封。在一个实施例中，把导电材料用为密封材料。由于已知电阻是材料上压缩或压紧状态的函数，所以监视此材料的电阻。在第二实施例中，把一个或多个开关安装在过滤元件的端盖中或上。当过滤元件被适当装设时这些开关啮合。然后可以诸如经由无线通信把此信息传送到操作者。

Description

过滤器装设监视
发明背景
在许多应用中，有必要把一个器件装设在另一器件顶部或之内。在这些应用中的许多应用中，要求该器件形成气密或水密密封(seal)。这些类型应用的例子包括在车用机油过滤器和发动机之间的接口、在液体容器及其盖子之间的接口等。传统上，通常的做法是使用在这些器件之间所插入的可压缩材料来提供此密封。此可压缩材料可以采取许多形式，诸如但不局限于垫圈或O形环。
其中使用可压缩材料来形成密封的一个这种应用见药物过滤领域中。在此应用中，典型情况下，一个或多个过滤元件处于外壳内并且使液体通过过滤元件以便除去某些不想要的微粒。由于一般在压力下执行过滤操作，所以至关重要的是过滤元件是气密的和/或水密的。如果密封不满足这些要求，那么可能导致完整性故障，由此使所过滤的液体不能再使用。
传统上，此风险经由目测检查方式来解决。换句话说，当装设过滤元件时，操作者目视检查是否适当地安置了密封材料，典型情况下为双O形环。然而由于这些底座是紧密的并且要求相当大的压力才能适当地密封，所以有时当O形环可能会没有被适当装设时它显得已经被适当地装设，并且在其它情况下，可能难于查看到该环的整个圆周。从而，虽然目测检查是有用的，然而不能检测所有密封故障。从而，还存在出现完整性故障由此使所过滤的结果不再能使用的实例。
发明内容
本发明通过公开一种用于监视密封的完整性的方法和设备来克服现有技术的缺点，所述密封特别是过滤元件中的那些密封。在一个实施例中，把导电材料用为密封材料。由于已知电阻是对材料压缩或压紧的函数，所以监视此材料的电阻。可以使用各种技术来执行此活动。例如，可以使用被贴到或整合到垫圈的电路。作为选择，所述电路可以在垫圈之外并且可以放置成在多个位置与所述垫圈接触。在第二实施例中，导电的(或部分导电的)O形环或垫圈当适当装设时可以在特定位置接触在外壳中所嵌入的电导线。在第三实施例中，把一个或多个开关安装在过滤元件的喷嘴(nose)中或上。当过滤元件被适当装设时这些开关啮合。然后可以诸如经由无线通信把此信息传送到操作者。
附图说明
图1图示了本发明的第一实施例；和
图2图示了本发明的第二实施例。
具体实施方式
图1图示了依照本发明的代表性过滤系统。在外壳20内封闭过滤元件10。该过滤元件可以简单地是多孔材料，诸如褶纸。作为选择，该过滤元件可以包括诸如塑料的框架和多孔材料。该过滤元件与外壳20接触。此接触形成了密封并且优选是气密的和水密的。在某些实施例中，使用诸如O形环之类的垫圈30来提供这种密封。为了让密封满足这些要求，必须适当地装设所述垫圈。如前所述，这在传统上经由目测检查来验证。此技术可能有瑕疵，因此可能不能标识所有未恰当装设的垫圈。从而，由于由未适当装设的垫圈而导致的完整性故障，浪费了时间和材料。因此，增加用于检测密封失败的可能性的改进会是有益的。
本发明的第一实施例包括导电垫圈。已知材料在压缩力下会改变它们的导电率。这是在测压元件中所使用的基础理论。通过利用此原理，可以确定垫圈是否未被适当地装设。例如，适当装设的垫圈会经受整个均匀分布的一定量的压缩。未适当密封的垫圈由于被卷拢或扭曲而具有未压缩的区域以及压缩加大的其它区域。结果可能是垫圈的整个导电率会与适当装设的垫圈的整个导电率相比有所不同。于是此导电率的差异会警告操作者目视检查密封，或者简单地在继续之前重新装设垫圈。
在一个实施例中，该过滤器外壳具有可以接触到该垫圈的两个或多个位置。电路位于该外壳外面的位置。在一个实施例中，所述电路在接触点之间产生已知电压。从而当垫圈处于适当的位置上时，所述电路可以测量在接触点之间的电流以便确定所述垫圈的电阻。然后可以相对于可接受范围来评估此电阻。作为选择，所述电路可以被设计成用于生成恒定电流。在此方案中，所述电路测量在接触点之间的电压差来确定电阻。
在先前实施例的修改中，该外壳被设计为具有锥形端，把过滤元件放置到所述锥形端中。从而，除了检测到由垫圈卷动所导致的装设错误之外，所述电路还可以检测所述垫圈在锥形端内的相对位置。换句话说，当该过滤元件被进一步推入该锥形端中时，在垫圈上所施加的压力增加。从而，所述电路能够间接地导出该垫圈在外壳的锥形端内的位置。
在某些情况下，可能难于提供这样的管道(携带电信号的线路可以通过所述管道)，特别是如果在该外壳内包含该垫圈的话。在另一实施例中，用于感测导电率的能力可能会与垫圈整合。例如，可以把能够使已知电流通过垫圈并且记录所产生电压降的电路集成到所述垫圈中。作为选择，可以跨过该垫圈施加已知的电压并且可以记录所产生的电流。如上所述，在任何一种情况下，可以根据这些参数来容易地确定该垫圈的电阻。用于计算所述垫圈的电阻的其它方法在本领域中是公知的，并且也落在本发明的范围内。然后可以把所产生的值无线传送到操作者，诸如通过使用RFID标签来传送。然后，可以把此值与预定范围相比较，以便确定所述垫圈被适当地装设。
作为选择，代替在垫圈内并入测量电路，把开路并入到过滤器外壳中。如前所述，使用导电垫圈。把一个或多个电导线并入到外壳的头部中，在所述头部内将装设过滤器。当所述垫圈以及由此所述过滤器被适当装设时，在外壳内的开放电路由导电垫圈来完成，这是因为它与电导线直接接触。然后使用此结果来警告操作者密封件被适当地装设。从而，代替测量垫圈的实际压缩，此实施例执行更简单的连接测试来验证在电导线之间存在导电通路。
在图2所示出的另一实施例中，可以把一个或多个传感器50(诸如但不局限于压电开关)嵌入到过滤器的喷嘴中。当该过滤器通过与外壳接触被适当装设时，这些开关就会啮合(即闭合)。作为选择，这些开关可以被定位在外壳内，使得当密封件被适当地装设在开关上时所述开关啮合。这些开关可以与诸如RFID标签之类的无线发送器接触。这使它们的状态能够被无线中继到操作者。然后操作者可以使用此信息来确定看起来该过滤器是否被适当地装设。作为选择，如果所述开关被定位在外壳内，那么相关联的电路可以被直接接线到所述开关。依照上述方式，向操作者通知装设状态。

Claims (30)

1.一种用于确保密封件的适当装设的方法，包括：
a.提供导电的密封件；
b.提供适合于测量所述密封件的导电率的电路；
c.利用所述电路来测量所述导电率；并且
d.确定所测量的导电率是否在预定范围内，其中所述预定范围表示适当装设的密封件的导电率值。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述电路通过多个触点与所述密封件通信。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述密封件被定位在外壳内并且所述电路被定位在所述外壳之外。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述密封件被定位在外壳内并且所述电路也被定位在所述外壳内。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述确定被发送到操作者。
6.如权利要求5所述的方法，其中使用无线通信来执行所述发送。
7.一种能够向操作者警告其装设状态的密封件，包括：
a.导电材料，具有已知的收缩系数；
b.与所述材料通信的电路，适合于测量所述材料的导电率；和
c.用于向所述操作者发送所述状态的装置。
8.如权利要求7所述的密封件，其中所述用于发送的装置包括无线通信。
9.如权利要求8所述的密封件，其中所述用于发送的装置包括RFID标签。
10.如权利要求7所述的密封件，其中所述状态包括所测量的导电率。
11.如权利要求7所述的密封件，其中所述状态包括用于表明所测量的导电率在预定范围之内的指示。
12.一种与外壳一起使用的系统，能够向操作者警告在所述外壳内密封件的装设状态，包括：
a.所述密封件，包括导电材料；
b.电路；
c.被嵌入到所述外壳的内表面中的至少两个导线，用于接触当被装设时的所述密封件并且还与所述电路通信；和
d.用于向所述操作者发送所述状态的装置。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述电路在所述导线之间生成电流并且测量在所述导线之间的电压降。
14.如权利要求12所述的系统，其中所述电路在所述导线之间生成电压并且测量在所述导线之间的电流。
15.如权利要求12所述的系统，其中所述状态是所述密封件所测量的导电率。
16.如权利要求12所述的系统，其中所述外壳包括锥形端，把所述密封件放置在锥形端中，使得当所述密封件被更深地放置在所述锥形端中时，所述密封件的压缩增加。
17.一种用于确保在外壳内的密封件的适当装设的方法，包括：
a.提供在所述密封件和外壳之间所安置的至少一个传感器以便当所述密封件被适当装设时啮合；
b.提供与所述至少一个传感器通信的电路，用以检测所述传感器的状态；
c.检测所述至少一个传感器的状态；并且
d.向操作者警告所述密封件的装设状态。
18.如权利要求17所述的方法，借此通过向所述操作者传送所述至少一个传感器的状态来执行所述警告。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述通信是无线的。
20.如权利要求19所述的方法，其中由RFID标签来提供所述通信。
21.一种与外壳一起使用的系统，能够向操作者警告在所述外壳内的密封件的装设状态，包括：
a.所述密封件；
b.在所述外壳和所述密封件之间定位的至少一个传感器；
c.与所述至少一个传感器通信的电路，用以检测所述传感器的状态；和
d.用于向所述操作者发送所述装设状态的装置。
22.如权利要求21所述的系统，其中所述装设状态基于所述至少一个传感器的状态。
23.如权利要求21所述的系统，其中所述至少一个传感器位于所述外壳的内表面上。
24.一种用于确保在过滤元件和外壳之间适当装设密封件的方法，包括：
a.提供在所述密封件和过滤元件之间所安置的至少一个传感器，用以当所述密封件被适当装设时啮合；
b.提供与所述至少一个传感器通信的电路，用以检测所述传感器的状态；
c.检测所述至少一个传感器的状态；并且
d.向操作者警告所述密封件的装设状态。
25.如权利要求24所述的方法，借此通过向所述操作者传送所述至少一个传感器的状态来执行所述警告。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述通信是无线的。
27.如权利要求26所述的方法，其中由RFID标签来提供所述通信。
28.一种与外壳一起使用的系统，能够向操作者警告在所述过滤元件和外壳之间定位的密封件的装设状态，包括：
a.所述密封件；
b.在所述过滤元件和所述密封件之间所安置的至少一个传感器；
c.与所述至少一个传感器通信的电路，用以检测所述传感器的状态；和
d.用于向所述操作者发送所述装设状态的装置。
29.如权利要求28所述的系统，其中所述装设状态基于所述至少一个传感器的状态。
30.如权利要求28所述的系统，其中所述至少一个传感器位于所述过滤元件的外表面上。
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