CN102046257A - 过滤器密封 - Google Patents

Abstract

一种过滤设备，具有过滤器外壳，所述过滤器外壳带有在其上形成凹陷区域的结构，所述凹陷区域构造为与过滤元件直接地配合以形成一体式密封。所述结构可包括一个或多个延伸进入所述过滤元件自身或进入所述过滤元件各自的凹陷的凸部。

Description

过滤器密封

技术领域

本发明总地涉及用于流体的过滤器的领域，特别是用于在内燃机或其他设备内流动的流体的过滤器，在内燃机及那些其它设备中，那些过滤器的过滤元件时常需要更换。

背景技术

流体过滤器被使用在种类繁多的应用中。例如，在汽车及通用的发动机工业中，它们用来过滤发动机各种组件中的燃油，冷却剂，油及其他润滑剂，空气，水及其他流体。过滤器的一个例子可以是由过滤器介质所组成的典型的圆柱形过滤器筒，过滤器介质可以是由例如纸，硬纸板，毛毡，熔纺，或其他介质，通常是当元件更换时可被焚化以减少废料的材料所构成。典型地由塑料所构成的端板通常与元件结合在一起。

此过滤器筒通常以与中心管或竖管相配合的方式被安装在外壳内，中心管或竖管由一个或多个部件所组成。

为了确保过滤时的密封，弹性材质的密封圈通常被布置在中心管和凸缘之间。目前也使用其他方法将过滤器外壳密封至过滤元件。这些包括O型圈垫片的使用。这些方法中的很多方法需要将数个额外的部件增加到过滤设备上。存在数个与具有用于每种密封的额外的部件相关的问题。在外壳和过滤元件之间制作密封所需的额外的部件可能是制作代价高的且笨重得难以工作。制造额外的部件需要相关的等待时间。过滤设备内的部件越多，在过滤器正常运行过程中发生问题的可能性就越高。牵涉的部件越多，则更换过滤器所需的时间及技能也越多。

本发明克服了现有技术中存在的很多问题。

发明内容

本发明是针对本技术的当前状态所开发，特别是针对用当前可用设计无法完全解决的本技术中的问题和需要所开发。因此，开发了本发明以提供一种克服本技术中许多或所有缺点的用于过滤设备的设备，系统，及方法。

在本发明的一个方面中，过滤设备包括过滤元件及竖管，所述过滤元件包括过滤介质，并以密封配合与过滤器外壳直接连接，所述竖管连接至过滤器外壳的内部轴向末端，所述过滤器外壳含有多个设置在所述过滤器外壳的内部轴向末端上的同轴的，环形的脊状物及多个沿径向地设置在所述过滤器外壳的内部轴向末端上的带钩状物的凸部。

在本发明的另一个方面中，过滤设备包括过滤元件，过滤元件包含过滤介质，并以密封配合与过滤器外壳直接连接，所述过滤器外壳带有设置在外壳的内部轴向末端上的第一及第二凸部，其中所述第一和第二凸部之间的凹陷区域是环形的且接纳所述过滤元件。

在本发明的另一个方面中，维修过滤设备的方法包括提供外壳，设置在所述外壳内的过滤元件，设置在所述过滤器外壳的内部轴向末端上的多个同轴的，环形的脊状物及多个带钩状物的凸部，移除所述过滤元件，及通过将元件压到脊状物和凸部上从而安装第二过滤元件。

在本发明的另一个方面中，维修过滤设备的方法包括提供外壳，设置在所述外壳内的过滤元件，设置在所述外壳的内部轴向末端上的第一及第二凸部，其中所述第一和第二凸部之间的凹陷区域是环形的且接纳所述过滤元件，移除所述过滤元件，及在所述第一及第二凸部之间安装第二过滤元件。

本说明书通篇所指的特征，优点，或相似的语言并非意指本发明可实现的所有特征及优点都应当在或在本发明的任一单个实施例中。而是，关于特征及优点的语言应理解为意指，与某个实施例相关的所描述的具体特征，优点，或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。本说明书通篇的关于特征及优点的论述，及相似的语言可以但不一定指同一实施例。

本发明的所述特征，优点，及特性可在一个或多个实施例中以任意合适的方式进行组合。相关领域的技术人员将认识到本发明可在没有某个特定实施例的一个或多个具体特征或优点的情形下被实施。换言之，附加的特征及优点可以在某些实施例中，可以不在本发明的所有实施例中。由下文的描述及所附的权利要求，本发明的这些特征及优点会变得更加完全明显，或者由后文所阐述的本发明的实际应用而被了解。

附图说明

为了使本发明的优点更容易理解，将对上文简要描述的本发明通过参考在附图中图解的具体的实施例进行更具体的描述。应了解这些图只是描绘了本发明的典型实施例，不应认为是对其范围的限制，下面将通过使用这些附图以附加的特征和细节来描述和解释本发明，其中：

图1A是依照本发明的过滤设备的实施例的分解透视图；

图1B是在平行于页面且经过图1A中的过滤设备的中心轴的平面上所截取的局部剖视图；

图2是依照本发明的过滤设备的另一个实施例的横剖面视图；

图3是图2的设备的外壳的横剖面视图；

图4是图2的设备的特写横剖面视图；

图5是图2的设备的分解横剖面视图；

图6是依照本发明的过滤设备的另一个实施例的示意图；

图7是依照本发明的过滤设备的另一个实施例的横剖面透视图；

图8A是依照本发明的过滤设备的另一个实施例的横剖面透视图；

图8B是依照本发明的过滤设备的另一个实施例的横剖面透视图；

图9是依照本发明的过滤设备的另一个实施例的横剖面视图；

图10是图9的设备的横剖面视图；

图11是过滤设备的另外一个实施例的横剖面视图；

图12是图12的过滤设备的一部分的详细局部剖视透视图。

图13是依照本发明的另外一个实施例的过滤器的图解剖视图；及

图14是用于连接过滤器外壳的两个部分的连接机构的图解剖视图。

具体实施方式

本说明书通篇所提到的“一个实施例”，“实施例”，或相似语言意指与此实施例有关的具体的特征，结构，或特性包括在本发明的至少一个实施例中。这样，本说明书通篇所出现的短语“在一个实施例中”，“在实施例中”，及相似语言可以但非必须都指同一个实施例。

而且，本发明所描述的特征，结构，或特性可在一个或多个实施例中以任意适合的方式组合。在以下描述中，提供了大量的具体细节以对本发明的实施例给出一个详尽的理解。然而，相关领域的技术人员应认识到本发明也可在没有一个或多个具体细节时或者用其他方法，部件，材料等的情形下被实施。在其它实例中，已为人所熟知的结构，材料，或操作未详细示出或描述，以免使本发明的各个方面不清晰。

图1A所示为过滤设备100的分解透视图。过滤设备100包括具有第一部分102和第二部分103的过滤器外壳101。过滤设备100还包括过滤元件104。过滤器外壳101的第一部分102和第二部分103可被结合到一起并通过螺纹或一些其他机构以包围关系连接至过滤元件104。各部分102，103及过滤元件104被构造成：当连接在一起时，第一及第二部分102及103向过滤元件104的相对的轴向末端施加大体上沿轴107的相对的压缩力105及106。

图1B是在平行于页面且经过轴107的平面上截取的局部剖视图，过滤设备处于装配状况。将要被过滤的流体的流动路径108通过进口109进入过滤设备100，通过过滤元件104，并通过出口110而出去。凸部111设置在过滤器外壳101的第二部分103上，如图1A及1B所示。过滤元件104具有构造为接纳凸部111的凹陷112，如图1B所示。相似的凸部113设置在过滤器外壳101的第一部分上，且构造为接纳凸部113的相应的凹陷114提供在过滤元件104的轴向末端中。过滤元件的至少一部分在过滤设备的每个轴向末端置入过滤器外壳101和凸部111，113之间的外壳101的各自相对地凹陷区域115，116中。过滤元件在这些区域115，116中的材料被稍微压缩，从而这些区域中的材料的较密集的状况防止流体自其流过。这样，过滤元件104的介质在这些区域有效地直接密封至过滤器外壳101，而无需使用附加的垫圈材料或其他附加部件。这样，过滤器外壳101和过滤元件104的结构及它们的相互作用形成与过滤设备100一体的且包括过滤元件104的过滤器介质的密封。

为了维修过滤设备100，生产或另外提供了过滤元件104。过滤元件104可在不使用额外的元件的情形下被直接地置于过滤器外壳101中。过滤元件104被对准以使过滤元件104上的凹陷112与设置在过滤器外壳101上的凸部111匹配。对凸部113和凹陷114进行相似的对准。施加在相对轴向方向上的压力105，106以迫使过滤元件104尽可能深地轴向地进入到过滤器外壳101的轴向末端中。施加至过滤元件104的轴向力在过滤元件104上施加如箭头117，118所指示的压缩负荷，此压缩负荷将过滤元件104保持至过滤器外壳101。另外，过滤器外壳101和过滤元件104的尺寸和构造可被制作为在过滤器外壳101和过滤元件104之间提供径向压力，此径向压力也可以将过滤元件104保持至过滤器外壳101。凸部111，113有助于确保过滤元件104被安装在正确的方位并形成相对地凹陷区域115，116，以使过滤器外壳101恰当地密封至过滤元件104。凸部111，113也可被构造为在过滤元件104安装时向其增加径向压力，以进一步确保恰当的密封。

图2所示为过滤设备200。过滤设备200包括过滤器外壳202，过滤元件204，及竖管206。过滤器外壳202含有两个内部轴向末端208及209，顶部外壳部分210，及底部外壳部分212。当被恰当地对准时，过滤器外壳202和过滤元件204具有共同的轴。多个脊状物214自内部轴向末端208及209延伸。此处所说的脊状物是与过滤器外壳相比尺寸较小且其截面具有两条在高点汇合的倾斜边的凸部。脊状物214自内部轴向末端208及209的中心沿径向向外地设置。此处所说的沿径向向外地设置的凸部是自物体的中心隔开一定径向距离的凸部。对于每个凸部，径向距离可以不同，且对于同一个凸部上的不同位置处，径向距离也可改变。在圆环形的圆柱形外壳中，脊状物214可大体上沿着圆周地延伸以沿各内部轴向末端208，209形成闭环。在图2的实施例中，如同此处描述的其他实施例，外壳210及212的部分向过滤元件204的末端施加相对的轴向压缩力，如箭头215及216所指示。

图3所示为图2的实施例的顶部外壳部分210的特写透视图。顶部外壳部分210包括多个脊状物214。可附加地或可替代地，内部末端208及209中的一个或两者可具有多个设置于其上的带钩状物的凸部302。从图3可看出脊状物214是同轴的，圆形且环形的。环形构造是具有不一定是圆形的中空中心区域的构造。即，用于本发明目的的环形可包括具有开口的椭圆形，正方形，矩形，圆形，三角形及其它形状，所述开口被无限循环元件或闭环元件围绕。对于外壳，环形包括任意形状的凹陷，所述任意形状的凹陷凭借大体上形成凹陷的内部及外部边界的壁来大体上形成无限循环或者闭环。这样，凹陷可具有大体上形成容积的内部及外部壁，所述内部及外部壁可具有包括椭圆形，正方形，矩形，圆形，三角形及各种截面中任意之一的其它闭环形状的各种形状之一。在图3的实施例中，带钩状物的凸部302被沿圈布置。

图4所示为图2的过滤设备200的顶部外壳部分210的特写剖视图，其中过滤设备200安装了过滤元件。顶部外壳部分210具有设置于其上的多个脊状物214及带钩状物的凸部302。过滤元件204被这样安装，脊状物214被压进过滤元件204的可稍微压缩的结构中但不会刺穿过滤元件204。即，在此实施例中，肋部局部地移动/压缩过滤器介质的空的结构，但不会永久地改变或扯破过滤元件结构。脊状物在内部轴向末端208，209上的各自脊状物214之间形成凹陷区域。在此及其他实施例中，脊状物形成凸部，所述凸部在各自脊状物214之间及在脊状物214与其他外壳结构之间具有凹陷区域。无论如何，脊状物在大体上包围脊状物214的局部区域内压缩过滤元件204的介质。这些被压缩的介质的区域在内部轴向末端208，209处形成对外壳202和过滤元件204之间的流动的阻力，并以此形成密封。带钩状物的凸部302刺穿过滤元件204并延伸到过滤元件204中。钩状物402设置在带钩状物的凸部的轴向末端上以协助刺穿并将内部轴向末端208保持至过滤元件204。钩状物402也可阻止因疏忽而将过滤元件204从钩状物402上移除。

如图2所示，过滤设备200被设计为使流体沿与方向216相似的方向经过过滤元件204。流体可在其他任何方向内移动。如果在过滤元件204和内部轴向末端之间未建立密封，则用于全部流体流的至少一部分的具有最小阻力的路径通常会通过在内部轴向末端208，209处的过滤元件204和过滤器外壳202之间的小间隙。然而，因为脊状物214及在包围脊状物214的介质中形成的密封，具有最小阻力的路径不再位于过滤器外壳202和过滤元件204之间。这可能部分地由于流体需要移动越过每个脊状物214，流动中要求一次或多次弯曲的事实。另一方面，过滤元件允许基本上直行的流沿过滤元件204的大部分轴向长度从其通过。这样，脊状物214通过要求流动的弯曲路线而形成了密封。可替代地或可附加地，脊状物帮助在过滤元件204的介质中建立起减小介质结构的局部渗透率的压缩区域，由此增加流动的局部阻力并如此处所描述的在过滤元件204和过滤器外壳202之间形成充分的密封。过滤元件204和带钩状物的凸部302之间的相互作用也帮助建立起密封。当被安装时，过滤元件204被稳固地压在过滤器外壳202的内部轴向末端208及209上。过滤元件204在脊状物214的附近轻微地变形。过滤元件204和过滤器外壳202的内部轴向末端208及209之间的轴向力被带钩状物的凸部302至少部分地维持着。带钩状物的凸部302的钩状物402将过滤元件204保持到过滤器外壳202的内部轴向末端208上。这抵消了被压缩的过滤元件204储存的能量并阻止了所述储存的能量迫使过滤元件204离开过滤器外壳202。这样，钩状物402阻止了过滤元件204和过滤器外壳202之间失去密封。

图5是图2的过滤设备200的分解视图。在过滤元件204的更换及安装过程中，将顶部外壳部分210从底部外壳部分212上移除。当更换时，旧的过滤元件204被移除。新的过滤元件204被置于顶部外壳部分210或底部外壳部分212中以使过滤元件204和外壳202具有共同的轴线。顶部及底部外壳部分210及212在过滤元件204处于外壳部分210及212之间并与外壳部分210及212轴向对准的情况下连接到一起。外壳部分在相反的压缩方向215及216的上将压力施加至过滤元件204。过滤元件204与环形脊状物214接触并被带钩状物的凸部302刺穿。顶部外壳部分210和底部外壳部分212的内部轴向末端208及209都具有多个环形脊状物214。顶部外壳部分210和底部外壳部分212中的一者或两者还可以具有上述的带钩状物的凸部302。当顶部外壳部分210和底部外壳部分212被连接到一起且过滤元件204位于其间时，利用钩状物及/或螺纹施加及维持的压缩负荷，过滤元件被密封至顶部外壳部分210和底部外壳部分212。

在现有技术中，过滤器外壳和过滤元件之间的密封传统上是通过垫圈或O型圈的组合而实现的，垫圈或O型圈在单独的过滤器“端盖”的界面(此“端盖”必须结合至过滤器以防止旁通)和过滤器外壳之间提供密封。另一方面，本发明减少或消除了对这些附加部件的需求，因为密封与过滤元件204整合为一体且包含过滤元件204的材料。如此处所述，过滤器外壳202的形状与过滤元件204互相作用以建立密封。

根据本发明，可在不脱离本发明精神的情况下改变过滤器外壳及设置于其上的凸部的构造，这对于对本领域的技术人员来说是明显的。在一个实施例中，脊状物刺穿过滤元件以建立密封。在另外一个实施例中，脊状物配有尖齿并被设计成只在某些区域刺穿过滤元件。在此实施例中，脊状物被用作保持手段及密封手段。正如此处所用的，保持手段是指用于将过滤元件保持至过滤器外壳的任何方法。正如此处所用的，密封手段是指用于将过滤元件密封至过滤器外壳的任何方法。在另外一个实施例中，在过滤器外壳的内部轴向末端上只设置脊状物。在另外一个实施例中，在过滤器外壳的内部轴向末端上只设置带钩状物的凸部。在另外一个实施例中，脊状物和带钩状物的凸部只设置在过滤器外壳的一个内部轴向末端上，而另一端被构造来接纳端板。

图6所示为过滤设备600。过滤设备600包括过滤器外壳602，设置在过滤器外壳602上的第一凸部604及第二凸部606，及过滤元件608。第一及第二凸部604、606在其间形成凹陷区域609。凸部604、606之间的间隔具有比过滤元件608的宽度612略小的宽度610。也可提供外壳盖(未示出)，当与外壳602连接时，外壳盖也压缩过滤器608的上部区域。这至少局部地在过滤元件608和外壳602之间的界面处形成过滤元件608的材料的区域内，提供了压缩过滤元件608的材料的紧配合。当过滤元件608被安装到过滤器外壳602时，此被压缩的材料或过滤器介质在过滤器外壳602和过滤元件608之间形成密封。在一个实施例中，没有加入附加的材料或机构以帮助在过滤器外壳602和过滤元件608之间建立密封。而是过滤元件608的过滤器介质自身建立起至过滤器外壳602的密封。

图7所示为过滤设备700。过滤设备700包括过滤器外壳702及过滤元件708，过滤器外壳702带有设置于其上的环形凸部704和中间凸部706。环形凸部704和中间凸部706都是锥形的并被构造为像跑道。正如此处所用的，锥形凸部是指凸部的一个侧面不垂直于凸部的顶部而是以小于90°的角度延伸的凸部。环形凸部704和中间凸部706的侧面是锥形的以将过滤元件708引导进环形凸部704和中间凸部706之间的凹陷区域。

当将过滤元件708安装进包括第一部分701和第二部分702的过滤器外壳时，过滤元件708被生产或另外提供。过滤元件708被定位以使过滤元件708的轴向末端710被定位在环形凸部704和中间凸部706之间的凹陷区域的上方。沿轴向方向712施加力，且过滤元件708被推压进在环形凸部704和中间凸部706之间形成凹陷区域的空间内。过滤元件708具有的构造使其进入环形凸部704和中间凸部706之间的区域时需要略微变形。所造成的过滤器介质的局部压缩(及相应的局部流动的渗透率的降低)及/或凸部704、706所要求的流动弯曲在过滤元件708和过滤器外壳部702之间建立起密封。当过滤元件708被挤在环形凸部704和中间凸部706之间时，变形主要发生在过滤元件708的旁侧。过滤元件708的材料建立起密封。此外，过滤元件708上的垂直于轴向方向712的径向压力及/或力是由环形凸部704和中间凸部706在过滤元件708上的配合产生的。这些力也帮助将过滤元件708保持至过滤器外壳702。与将过滤元件708安装进第二过滤器外壳部分702的描述相似，过滤元件708也可被安装进背对着的第一过滤器外壳部分701。第一及第二外壳部分701、702可直接地或间接地互相连接并将过滤元件708以至少处于被略微轴向压缩的状态保持在其间，如此处关于其他实施例的描述。

在工作中，流体在方向714上沿阻力最小的路径运动。如果在过滤元件708和外壳部分701、702之间未提供密封，则路径将可能不经过过滤元件708而是绕过过滤元件708和过滤器外壳702之间的过滤元件的轴向末端710、716。然而，因为依照本发明而形成的密封，绕轴向末端710及716流动时存在阻力。由于环形凸部704、中间凸部706、及过滤元件708之间的压力，阻力最小的路径通过过滤元件708。而且，为了在过滤元件708和过滤器外壳702之间运动，流体只能在绕环形凸部704和中间凸部706的弯曲路线中移动，这样所消耗的能量比经过过滤元件708的移动所需要的能量更多。因为环形凸部704、中间凸部706、及过滤元件708之间的压力，过滤元件708会在环形凸部704和中间凸部706处略微变形至过滤器外壳702的外轮廓上。这样会在过滤器外壳702和过滤元件708之间建立足以使流体不能通过的密封。相似的压缩和密封在过滤元件708和第一外壳部分701之间形成。

尽管流动路径714被示为在过滤元件708的内壁之间的纵向末端进入并通过过滤元件708向右流出，将理解的是，流体也可在任何其他方向上移动且相似的密封在过滤器外壳部分701、702及过滤元件708之间建立。或者，将要被过滤的流体可通过第一外壳部分701上的进入开口进入并通过过滤元件708流出。又或者，将要被过滤的流体可采用从外向内的路线，通过过滤元件708进入并通过开口720或纵向末端流出。

图8A所示为与图7的过滤设备相似的过滤设备800。过滤设备800包括具有第一外壳部分(未示出)及第二外壳部分802的过滤器外壳。所述第一外壳部分可大体上是所述第二外壳部分的镜像，如同图7的实施例。或者，第一外壳部分可采用不同的形式且定位为大体上靠近过滤设备800的相对的轴向末端。例如，图7的第一外壳部分701可结合到图8的过滤设备中。图8的实施例与图7的实施例相似，至少因为第二外壳部分802包括第一凸部804及中间凸部806。图8A的实施例与图7的实施例不同，至少因为中间凸部806还包括引导叶片808，在过滤元件安装时，引导叶片808用于将过滤元件810引导进正确的位置。引导叶片808可以具有支撑过滤元件810的附加优点，特别是当流动为自外向内时。即，当沿着与流动路径814相反的方向流动时，流体可能倾向于将过滤元件810向内弯曲，特别是当过滤元件变得载有废渣时。这时，引导叶片808可履行支撑过滤元件810及阻止向内弯曲或屈曲的功能。当过滤元件810的材料老化及/或过滤元件810经历磨损，弱化，软化，或在使用中变得载有废渣时，过滤元件810的弯曲就更可能发生。此实施例的特征可与其他实施例的特征组合，且其他实施例的特征也可与此实施例的特征组合而不受限制。

例如，图8B所示为与图7及8A中的过滤设备700及800相似的过滤设备820。与图7及8A中相像的元件的标示与图7中元件的标示相似，而相似的元件在图8A中用替代的编号标示。图8B的实施例所示为自环形凸部704向上凸出的引导叶片823。引导叶片823可以在安装过程中辅助引导过滤元件708，与图8A所示的引导叶片808相似。而且，与引导叶片808相似，引导叶片823也可在过滤元件向外弯曲或屈曲时支撑过滤元件708。当将要被过滤的流体的流动路径714为自内向外时，向外的弯曲更有可能发生，引导叶片823可阻止此弯曲过滤元件的倒塌。

为了提供支撑，图8B所示的间隙826相对较小。例如，间隙826可在0.5毫米至10毫米范围内。在另外一个范围内，间隙可自1毫米至7毫米。在另外一个范围内，间隙826可自2毫米至5毫米。间隙可变化为在这些范围内及这些范围外的任意尺寸。

当间隙826被过滤元件的弯曲至少在一定程度上关闭时，总体的流动会受到限制。特别的，当过滤元件与引导叶片823接合时，可能严重减少或停止通过过滤元件的与引导叶片823相接合的一部分的流。这样，可以将一个或多个孔829布置在引导叶片823上以实现在过滤元件708之外的流动路径上通过孔829的改善的流体流动。多个通孔829可以任何样式提供，包括网格或其它样式。尽管图8B中只示出了少数孔829，但将理解的是，孔829或孔的分布可沿引导叶片823的任意部分延伸至并包括沿引导叶片823的全部长度。这些孔829使得即使在过滤元件与引导叶片823接合或邻近其的区域，通过过滤元件的流动也能够实现。相似的孔可应用于其他实施例，包括通过图8A的实施例中的引导叶片808。无论如何，引导叶片(及带有通孔的引导叶片)为过滤元件的下游及/或上游侧提供引导，结构支撑，及为将要被过滤的流体提供通路。将理解的是，间隙826自身为被过滤的流体提供通路。而且，可替代的结构，如引导叶片的内表面上的肋部，也可相似地在为过滤元件提供引导及/或支撑的同时提供通路。另外可替代地，此处所示及描述的引导叶片也可被梳子形或其他间断形引导叶片替代。间断形引导叶片也可提供引导，支撑，及/或通过间断的凸出部分之间的空间实现流体的通路的功能。这些凸出部分形成引导叶片，所述引导叶片自此处所描述的形成密封的所述凸部延伸。

依照本发明的实施例，可以在不脱离本发明的精神的前提下改变过滤设备700的形式。在一个实施例中，凸部之间的凹陷区域具有矩形构造。在另外一个实施例中，凸部之间的凹陷区域具有圆形构造。

图9所示为过滤设备900的一部分的图解视图。过滤设备900由过滤器外壳部分902，过滤元件904，及材料906组成。材料906被连接至过滤元件904的轴向末端908。过滤器外壳902包含两个凸部910，这两个凸部910以与过滤元件904的宽度912相近似的间距911隔开并形成凹陷区域913。当过滤元件904被安装时，将过滤元件904对准在宽度912的上方，且以方向914施加力。材料906形成过滤器外壳902的凸部910之间的凹陷区域913的形状，且将过滤元件904密封至过滤器外壳902。

图10是过滤元件904被安装后的过滤设备900的图解视图。在此视图中，过滤元件904已被安装到过滤器外壳902的凸部910之间的凹陷区域913中。材料906用作改进过滤元件904和过滤器外壳902之间的密封的界面。

过滤设备900被构造为具有沿方向916的流体流。在过滤元件904和过滤器外壳902之间没有任何密封的情形下，具有最小流体阻力的路径通常在过滤元件904和过滤器外壳902之间。然而，当过滤元件904被迫使抵着过滤器外壳902且在凸部910之间时，形成了密封，且对于流体的流动具有最小阻力的路径变为通过过滤元件904。当过滤元件被安装到过滤器外壳的凹陷中时，对于在过滤器外壳902和过滤元件904之间流动的流体来说，流体只能绕过凸部910流动。因此，即使过滤元件904的安装未形成完全的密封，安装也确实会导致沿过滤元件904和过滤器外壳902之间的路径的流动的阻力，因为沿此路径运动的流体被要求弯曲其路线。材料906也会略微变形以匹配过滤器外壳902和凸部910的轮廓。这样会在靠近过滤元件904和过滤器外壳902之间的界面处局部地压缩过滤元件904的材料并且进一步建立起密封，流体通过此密封所需要的能量比通过过滤元件904所需的能量多。

如同此处描述的本发明的所有实施例，整个过滤器外壳，(在图9及10中只示出了其的一部分902)，必须施加一个大体上与箭头914对准的压缩力。即，过滤器外壳902会施加一个与箭头914的方向相反的力，而过滤器外壳的相对部分会在箭头914的方向上施加一个相反的压缩力至过滤元件904。这可以辅助维持过滤元件的轴向末端和过滤器外壳之间的任何密封。材料906可具有弹性或可压缩的特性并吸收大部分的压缩力。过滤元件904可在908处被相对坚硬和稳固的材料加强以使过滤元件904被安装到过滤器外壳902中的凸部910之间时，减少或消除过滤元件904自身的压缩。

在一个实施例中，图9所示的元件908可以是薄的硬化部分，此薄的硬化部分可包括环氧树脂或其他材料的薄的层或膜。例如，纤维材料的薄层可被熔化以建立起相对坚硬的纤维至纤维的连接。此硬化部分908可由此阻止压缩并与层906建立起更紧密的密封。这样是有利的，例如，当过滤元件904的材料是过度地可压缩的时。

当过滤元件904被不合适地安装在过滤器外壳902中的凸部910之间时，材料906可具有过滤能力。例如，如果过滤元件904被非垂直地安装，例如，具有弹性和过滤能力的材料906可占据间隙中否则将会被留有的空间。这样，除过滤元件可以清洁外，材料906也可清洁流体流中的污染物。

图11是依照与图2-5的实施例相似的实施例的过滤设备1000的剖视图。仍然，过滤设备1000具有包括第一部分1002和第二部分1004的过滤器外壳1001。过滤器外壳1001还包括通过诸如弹簧1008的弹性元件支撑在过滤器外壳1001的第一部分1002上的浮动端板1006。所述浮动端板还可被从浮动端板1006向第一部分1002延伸的引导壁1010支撑在第一部分1002上。引导壁1010与延伸自第一部分1002的舌状部1012可滑动地配合。

图12是外壳1001的第一部分1002的详细局部剖面透视图，其中为清晰起见，过滤元件已被移除。如图12所示，引导壁1010具有凸缘1014，且舌状部具有尖齿1016，以互相作用以阻止浮动端板1006从第一部分1002上因疏忽的分离。各种其他结构中的任意一种都可在第一部分1002和浮动端板1006中的每一个上实施以使它们之间的相对轴向运动成为可能。而且，其他弹性元件可用来替代弹簧1008。

如同上述图2-5的实施例，图11及12的实施例的浮动端板1006可具有包括一个或多个脊状物1018的凸部，脊状物1018与过滤元件204直接配合。在安装后，弹簧1008施加持续的力以使压力由脊状物1018施加到过滤元件204上。过滤元件204的材料在包围脊状物的局部区域内的压缩帮助产生浮动端板1006和过滤元件204之间对流体流动的阻力。而且，脊状物1018要求经过浮动端板1006和过滤元件204之间的流体具有弯曲的路径。这样，浮动端板1006上的结构和过滤元件204的过滤器介质互相作用，从而在浮动端板1006和过滤元件204之间形成密封。浮动端板还可包括与带钩状物的凸部302相似的带钩状物的凸部1020。带钩状物的凸部1020具有钩状物1022，钩状物1022用以将过滤元件204保持至浮动端板1006，基本上与上述的带钩状物的凸部302及钩状物402的功能相似。然而，如图11所示，带钩状物的凸部并不刺穿通过过滤元件204的轴向末端。而是，带钩状物的凸部在过滤元件204的径向外表面上延伸，且钩状物1022刺穿或至少夹进过滤元件204以将过滤元件保持在浮动端板上。其他结构构造可以可替代地或可附加地应用到浮动端板1006上。例如，一个或多个关于图1及6-10的实施例所示及描述的压缩结构的组合可用于替代或附加至图11-12所示结构。浮动端板也可以可附加地或可替代地应用于过滤器外壳1001的第二部分1004而不受限制。

图13是依照本发明的替代实施例的过滤器1100的图解剖视图，过滤器1100包括外壳1103和过滤元件1106。在此实施例中，外壳1103及竖管1109中的一个或多个上的结构用于压缩过滤元件1106的轴向末端1104，1105。如同上述实施例，在过滤元件1106的末端区域被压缩的材料建立更高的流动阻力并因此形成一体的密封。在图13所示的例子中，外壳1103具有如下形式的压缩元件，在第一末端1115处具有径向缩小部分1112，且在外壳1103的第二末端1121处具有径向缩小部分1118。可以理解，径向缩小部分1118形成盖1124的部分，用例如翼形螺母1127可将其以密封关系固定至外壳1103的主体1125。盖垫圈1130被设置在外壳1103的主体1125和盖1124之间。这样，在使用中，将要被过滤的流体可流进进口1133，向外通过过滤元件1106，并通过出口1136流出。

竖管1109可附加地具有压缩元件，所述压缩元件的形式为在竖管1109的各自的第一及第二末端处的径向凸出元件1139，1142。径向凸出元件1139，1142设置在大体上对应于过滤元件1106的相对的轴向末端1104，1105及外壳1103的径向缩小部分1112，1118的位置。这样，径向凸出元件1139，1142和径向缩小部分1112，1118可以挤压或压缩的关系接纳在其间的过滤元件1106的各自的第一及第二末端1104，1105。即，径向缩小部分1112，1118和径向凸出元件1139，1142以略小于过滤元件1106的未被压缩的厚度的距离被间隔开。如同此处所述的其他实施例，此实施例中，在外壳1103的末端部1115，1121处的结构局部地移动/压缩过滤元件1106的过滤器介质的空的结构。过滤元件1106的介质中的被压缩区域减小了介质结构的局部渗透率，由此增加了局部的流动阻力并在过滤元件1106和外壳1103之间形成密封。

为了本公开的目的，末端1115及1121中的一者或两者都可认为是外壳的轴向末端或基座。形成竖管1109及径向缩小部分1112，1118中一者或两者的壁结构可认为是自轴向末端或基座延伸并形成凹陷区域的凸部，此凹陷区域收纳并至少部分地压缩过滤元件1106。这样，壁结构提供至少部分地形成外壳1103的内部轴向末端的凸部。此壁结构形成收纳并压缩过滤元件1106的凹陷区域，无论壁结构是否具有明确的压缩元件。在图13的实施例中，自轴向末端或基座延伸的壁结构或凸部为过滤元件1106的每个末端形成凹陷区域。

将理解的是，诸如径向凸出元件1139，1142的压缩元件可被提供在竖管及外壳的其中之一上，且仍可提供在过滤元件1106中形成一体密封所需的压缩。例如，径向缩小部分1112，1118可充分地压缩过滤元件1106而不需要径向凸出元件1139，1142。在替代的实施例中，径向凸出元件1139，1142和径向缩小部分1112，1118可由可移除元件供给。还或者，压缩元件可既包括径向缩小部分1112，1118，又包括径向凸出元件1139，1142。除了这些压缩元件的一者或两者外，关于其他实施例所描述的压缩元件可与本实施例整合。相似地，本实施例的压缩元件也可与此处描述的其他实施例整合而不受限制。

图14是过滤器外壳盖连接机构1200的图解剖视图，其可以各种形式应用于此处公开的本发明的各实施例中。正如可以理解的，外壳1206的一个部分1203可被固定到外壳1206的另一部分1209以将过滤元件包围和装入。如此处已述，连接机构1200将两个部分1203，1209以压缩的构造拉到一起，两个部分1203，1209与过滤元件配合并至少略微地压缩过滤元件。杆1212可包括一个或多个具有扣件1218的齿1215。当部分1203，1209被适当地对准时，杆1212可被插入接纳件1221中。接纳件1221具有肩部1224，肩部1224与扣件1218配合，并且一旦部分1203，1209围绕着过滤元件而组装到一起，肩部1224固定部分1203，1209，防止因疏忽而造成分离。多对杆和接纳件1212，1221可提供在每个部分1203，1209上。这样，可提供与各对杆和接纳件1212，1221的对准相关的具体相对位置，以使过滤元件适当地置放到部分1203，1209上。连接机构1200的好处之一是接纳件1221具有外部进入开口1227，当希望将部分1203，1209分离开而得以维修或更换过滤元件时，用户可将螺丝起子或其他工具插入外部进入开口1227，由此可轻轻地撬动齿1215并使扣件1218脱离肩部1224。

其他连接机构可以替代地或附加地整合进图14的过滤器外壳1203中。事实上，关于本发明所有实施例所示及描述的连接机构都可单独地或以任意组合进行结合。其他连接机构可以替代地或附加地结合，包括但不限于偏心夹及/或弹簧锁结构。

在不脱离本发明的精神或基本特性的前提下，本发明可以其他特定形式来具体实现。从任何方面来说，都应将所述实施例视作例示性的而非限制性的，从而由所附的权利要求书而非前述说明来指明本发明的范围。任何在权利要求的等同物的含义和范围中的改变，都应包括在权利要求的范围中。

Claims (26)

1.一种过滤设备，包括：

过滤器外壳；

所述过滤器外壳上的结构，所述结构提供了凹陷区域，所述凹陷区域构造为与过滤元件直接配合；

其中所述结构和所述过滤元件之间的配合建立起所述过滤器外壳和所述过滤元件之间的密封。

2.如权利要求1所述的过滤设备，其中所述过滤器外壳具有轴向基座，且所述结构包括从所述轴向基座延伸的至少一个凸部。

3.如权利要求2所述的过滤设备，其中所述凸部是沿径向且绕着轴线沿圆周地设置的多个凸部中的第一凸部。

4.如权利要求2所述的过滤设备，其中所述凸部为环形。

5.如权利要求4所述的过滤设备，其中所述凸部为脊状物。

6.如权利要求5所述的过滤设备，其中所述凸部是多个凸部中的第一凸部，且所述多个凸部包括多个同轴的环形脊状物。

7.如权利要求2所述的过滤设备，其中所述结构还包括至少一个钩状物。

8.如权利要求2所述的过滤设备，其中所述结构还包括多个钩状物。

9.如权利要求2所述的过滤设备，其中所述结构包含所述凹陷区域，所述凹陷区域具有比未压缩状况下的过滤元件的厚度略小的宽度，所述过滤元件构造为用来放置在所述外壳中。

10.如权利要求9所述的过滤设备，其中所述凹陷区域至少部分地由设置在所述过滤元件的内部上的凸部所形成，所述结构还包括以程度大于所述凸部而沿轴向地延伸的引导叶片。

11.如权利要求10所述的过滤设备，其中：

所述引导叶片上具有至少一个通孔；

所述引导叶片构造为用来支撑所述过滤元件并阻止所述过滤元件在垂直于轴向方向的方向上的弯曲；且

所述通孔构造为当所述引导叶片支撑着所述过滤元件时，实现正被过滤的流体的流动。

12.如权利要求2所述的过滤设备，其中：

所述结构包含多个凸部，所述多个凸部包括所述至少一个凸部，且所述多个凸部以跑道状构造。

13.如权利要求2所述的过滤设备，其中：

所述过滤器外壳包括第一部分及第二部分；

所述过滤器外壳的所述轴向基座还包括支撑在所述第一部分及所述第二部分中的至少一个上的浮动端板；且

所述至少一个凸部设置在所述浮动端板上。

14.如权利要求13所述的过滤设备，其中所述浮动端板被弹性部件支撑在所述过滤器外壳的所述第一部分及所述第二部分中的至少一个上。

15.如权利要求13所述的过滤设备，其中所述第一部分及第二部分中的至少一个具有用于引导所述浮动端板在轴向方向移动的结构。

16.如权利要求13所述的过滤设备，其中所述至少一个凸部包括至少一个环形脊状物。

17.如权利要求13所述的过滤设备，其中所述至少一个凸部包括多个用于将过滤元件配合至并保持至所述浮动端板的钩状物。

18.一种过滤设备，包含：

过滤器外壳；及

包含过滤器介质的过滤元件，所述过滤元件以密封配合直接与所述过滤器外壳连接。

19.如权利要求18所述的过滤设备，其中所述过滤器介质与所述过滤器外壳形成一体的密封。

20.如权利要求18所述的过滤设备，还包含：

自所述外壳延伸通过所述元件的竖管；及

所述过滤器外壳上的闭环状凸部，所述凸部围绕所述竖管紧密地配合。

21.如权利要求18所述的过滤设备，其中所述过滤元件的轴向末端是硬化的，且还包含所述元件和所述过滤器外壳之间的材料，所述材料保证所述外壳和所述元件之间的密封。

22.一种过滤设备，包含：

过滤器外壳，带有设置在所述外壳的内部轴向末端上的第一凸部和第二凸部，其中所述第一及第二凸部之间的凹陷区域是闭环状凹陷；及

包含过滤器介质的过滤元件，所述过滤元件的至少一部分设置在所述凹陷部分内，且以密封配合直接与所述过滤器外壳连接。

23.如权利要求22所述的过滤设备，其中：

所述过滤元件具有跑道状构造；且

所述第一凸部及所述第二凸部中的至少一个具有被设置为至少部分地沿轴向通过所述过滤元件的跑道状构造。

24.一种过滤设备，包含：

用于过滤流体的装置；

用于容纳所述过滤装置的装置；

用于将所述过滤装置直接地密封至所述容纳装置的装置。

25.一种维修过滤设备的方法，所述方法包括：

提供外壳及设置在所述外壳中的过滤元件；将所述过滤元件从所述外壳中移除；安装第二过滤元件并将其密封至所述外壳；

其中所述外壳包括多个设置在所述外壳的内部轴向末端上的凸部，并且安装所述第二过滤元件的步骤包括将所述过滤元件压在所述过滤器外壳的所述轴向末端上。

26.如权利要求25所述的方法，其中安装第二筒的步骤还包括将所述过滤元件压进设置在所述过滤器外壳的轴向末端上的第一及第二凸部之间的凹陷区域中，所述过滤元件被迫使进入到所述凹陷区域中以形成密封。

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