CN102223935A - 滤筒定心器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种滤筒。所述滤筒包括连接到过滤介质的第一端的第一端板、连接到过滤介质的第二端的第二端板、以及定心器件。所述定心器件朝着过滤介质的第二端定位以将第一端板的销对准到过滤器壳体中的孔。该定心器件包括位于定心器件的第一组相对端的第一组肋片和位于定心器件的第二组相对端的第二组肋片，所述第一组肋片和第二组肋片朝着定心器件孔的中央向内突出。朝着定心器件孔的中央突出的第一组肋片的长度和朝着定心器件孔的中央突出的第二组肋片的长度设计成与竖管孔的横截面形状对准。

Description

滤筒定心器件
优先权信息
本申请以康明斯滤清IP有限公司的名义、作为PCT国际专利申请提交，并要求2008年11月14日申请、标题为“Filter Cartridge Centering Device”且申请号为12/271545的美国专利申请的优先权，该美国专利申请通过全文引用合并于此。
技术领域
本公开文件涉及过滤领域，更具体地说，涉及一种用于在过滤器系统(filtration system)如燃料过滤系统中使用的滤筒的滤筒定心器件(filter cartridge centering device)。
背景技术
已经知道，燃料过滤系统被设计在没有安装滤筒或滤筒没有安装在正确的位置时，将用来防止燃料向引擎流动。在这些“没有过滤器则不启动(no filter，no run)”的系统中，不但是必须使用正确的过滤器，还必须将过滤器正确地插入到过滤器壳体中，进而允许燃料流到引擎。然而，当滤筒被插入到过滤器壳体时，滤筒时常出现径向运动，因此妨碍了滤筒在过滤器壳体中的合适定位。
发明内容
本申请描述了一种用于在过滤器系统中使用的滤筒的滤筒定心器件。在一个实施例中，提供了一种滤筒。该滤筒包括过滤介质，该过滤介质包括具有第一端和第二端的中心轴，连接到过滤介质的第一端的第一端板和连接到过滤介质的第二端的第二端板。该第一端板包括从第一端板沿着与所述第一端板正交的方向延伸的销。所述第二端板包括位于所述第二端板中心的竖管孔，该孔的设置可允许过滤器壳体的竖管通过，所述第二端板还包括延伸穿过所述第二端板的裙部(skirt)和固定在所述裙部的内表面上的密封垫片。该滤筒还包括朝着过滤介质的第二端定位的定心器件，用于将第一端板的销对准到过滤器壳体的孔中。该定心器件包括定心器件孔，位于定心器件的第一相对端(opposing end)的第一肋片，所述第一肋片朝着定心器件孔的中央向内突出，以及位于定心器件的第二相对端的第二肋片，所述第二肋片朝着定心器件孔的中央向内突出。朝着定心器件孔的中央向内突出的第一肋片的长度和朝着定心器件孔的中央向内突出的第二肋片的长度可设计成与竖管的横截面形状对准。
在另一实施例中，提供了一种过滤器组件。该过滤器组件包括过滤器壳体和滤筒。所述过滤器壳体包括侧壁和端壁，该侧壁和端壁定义了用于容纳滤筒的滤筒空间。该过滤器壳体还包括中空竖管，该竖管固定在端壁上，延伸进入并通过滤筒空间，该滤筒空间在竖管的第一端具有孔。该滤筒包括具有连接到该过滤介质的第一端的第一端板以及连接到过滤介质的第二端的第二端板。该过滤介质包括中心轴。该第一端板包括从第一端板沿着与所述第一端板正交的方向延伸的销。该第二端板包括在所述第二端板的中心形成的竖管孔，设置该竖管孔是为了允许过滤器壳体的竖管通过，该第二端板还包括延伸通过第二端板的裙部，以及固定在该裙部的内表面上的密封垫片。该滤筒可包括朝着过滤介质的第二端定位的定心器件，该定心器件包括定心器件孔，位于定心器件的第一相对端(opposing end)的第一肋片，所述第一肋片朝着定心器件孔的中央向内突出，以及位于定心器件的第二相对端的第二肋片，所述第二肋片朝着定心器件孔的中央向内突出。朝着定心器件孔的中央向内突出的第一肋片的长度和朝着定心器件孔的中央向内突出的第二肋片的长度可设计成与竖管的横截面形状对准。
附图说明
图1是过滤器组件的剖视图，所述过滤器组件包括位于过滤器壳体内的滤筒；
图2是过滤器壳体的透视图，所述过滤器的盖子被移开以显示壳体的内部；
图3是竖管的透视图；
图4是上端板(upper end plate)的透视图；
图5是下端板和滤筒定心器件的透视图；
图6是其上固定有滤筒定心器件的下端板的俯视图；
图7是其上固定有滤筒定心器件的下端板的横截面图；
图8是滤筒定心器件的透视图；
图9是其上固定有滤筒定心器件的中心管(centertube)的侧视图；
图10是其上固定有滤筒定心器件的中心管的端视图。
具体实施方式
在以下的具体说明中，参考形成说明书的一部分的附图，并且这些附图是通过本发明所实施的特定说明性实施例来示出的。对这些实施例的详细描述足以使得本领域技术人员实施要求保护的内容，并且可以理解，在不离开权利要求的精神和范围情况下，也可使用其他的实施例。因此，下列的详细描述不能看作是限制性的。
此处描述的实施例涉及用于没有过滤器则不启动设计的滤筒的滤筒定心器件。当将滤筒插入到过滤器壳体中时，该滤筒定心器件提供导向以阻止滤筒的径向运动进而确保滤筒完全对准过滤器壳体以正确定位。
图1示出了过滤器组件10，例如燃料过滤器组件，其用于过滤液体如柴油机燃料，并在液体进入受保护系统如燃料注入泵和燃料喷射器之前，将水从该液体中移除。在下文中，本发明将把该液体称为燃料。然而，需要了解的是，此处所述的设计可用于其他液体。并且在合适的环境中，此处所述的一个或多个设计可用于其他类型的过滤器组件以过滤其他类型的液体，如润滑油、水(hydraulic)或其他液体，以及气体。另外，在合适的环境中，此处的设计可用于从该液体中移除污染物而不是水。
组件10包括过滤器壳体12，其设计成可在其中容纳滤筒以过滤液体。该过滤器壳体12包括壳体主体，该壳体主体可包括侧壁16和端壁18。该侧壁16和端壁18定义了滤筒空间20，其足够大以在其中容纳滤筒14，端壁18构成空间20的闭合端。壳体12还包括进口24(图2)和出口26，通过进口24，需要过滤的燃料可进入空间20，出口26从侧壁16延伸，通过出口26，燃料可流出至引擎。需要理解的是，该过滤器壳体12可具有不同于此处所描述的其他配置。
流体通道件(fluid passageway member)以竖管30的形式固定在端壁18上并向上延伸到空间20中。在示出的实施例中，该竖管30通常是从其连接到端壁18的端部32到其顶端都是中空的，从而定义内部流道36。该流道36与出口26连通，这样进入竖管30的燃料可从竖管流到出口26进而流到引擎。该竖管30可具有多种横截面形状，如椭圆形或是圆形。椭圆形竖管的实施例在美国专利6,884,349和美国专利申请11/937,700中公开。
竖管30包括位于其上端的孔52(图3)。节流阀50位于竖管30的上端附近以控制流入竖管的燃料流。当没有设置滤筒14或设置不匹配的滤筒时，该阀50可阻止燃料流进入竖管。当滤筒14或其它设计合适的滤筒被安装时，该滤筒被设计为与阀相互作用以防止阀阻止燃料流进入竖管。美国专利6,884,349和美国专利申请11/937,700中公开了以这种方式工作的阀的实施例。
滤筒14包括过滤介质(filter media)64、中心管65、上端板66、下端板68和滤筒定心器件70。该上端板66固定在过滤介质64和中心管65的上端。下端板68固定在在过滤介质64和中心管65的底端。过滤介质64和中心管65分别是圆柱形的，并且中心管65被加工成为过滤介质64提供整体性和支撑的结构。
如图4所示，该上端板66通常包括环形水平板110。该板110包括周边部(perimeter portion)112，其合适地连接到过滤介质64的上端。销114从板110的中心向下突出。销114可设计成与阀50以美国专利6,884,349和美国专利申请11/937,700中公开的方法相互接触。
防护裙部(protective skirt)118从板110向下延伸，并环绕销114和肋片(rib)116。示出的防护裙部118从其一端到另一端是实心的，并且防护裙部118的基部120连接到板110和肋片116的端部。如果考虑到其适用性，可为防护裙部118提供孔和其他流量增强件(flow enhancing mean)，以便于燃料流流经该裙部并进入竖管30。销114经4个加强肋片116连接到板110，该加强肋片116可增强销114的硬度。该销114和裙部118如美国专利申请11/937,700所描述的那样作用。
图1、5、6和7中示出了下端板68。该下端板68包括通常是环状的水平板130，该水平板130合适地连接到过滤介质64的底端(图1)。竖管孔132形成在板130的中央，该板130可设置成能够允许竖管30通过(图1和3)。该下端板68也可包括通常是环形的裙部134，该裙部134延伸穿过水平板130，密封垫片67固定在裙部134的内表面上。该密封垫片67的形状与竖管30的横截面形状，如椭圆形相似。然而，如果竖管具有不同的形状，如圆形，那么密封垫片67也将是圆形的。该裙部134将过滤介质64定心在水平板130上。该裙部134包括沿着裙部134的内表面的径向挡块(radial retaining bump)135。
如图8所示，该定心器件70通常为具有圆孔72的环状，并包括上边71、通道73、导肋74a、74b和校准孔(alignment hole)76。该导肋74a、74b朝着孔72的中央向内突出。该导肋74a、74b可设计成与竖管30的形状对准。例如，如果竖管30是椭圆形，导肋74a比导肋74b更进一步向孔72突出。这一设置在密封垫片67和导肋74a、74b之间形成力臂进而在滤筒14被插入过滤器壳体12后阻止其径向移动。这允许位于上端板66的销114与位于竖管30的上端的孔52对准。
如图1、5、6和7所示，该定心器件70可固定在下端板68的裙部134上。如图1所示，该上边71向外突出，以允许定心器件70靠于裙部134的顶部并使定心器件70的剩余部分固定在裙部134的内表面上。该通道73也可与裙部134的径向挡块135对准及匹配，从而将定心器件70固定到裙部134上。在某些实施例中，该定心器件70与裙部134中塑造成一体。
校准孔76设置在定心器件70的上边71。校准孔76是在滤筒14的生产过程中使用的关键特征，其可使得导肋74a、74b通过与定位在裙部134和中心管65上的对准销136紧密配合来完全匹配密封垫片67的形状。在其它实施例中，定心器件70可使用其他类型的对准特征来代替校准孔76，如销、板等，进而对准定心器件70的导肋74a、74b以匹配密封垫片67的形状。
在其他实施例中，根据密封垫片67的设置，也可在中心管65上固定滤筒定心器件。图9示出了其上固定有底端140和滤筒定心器件75的中心管65的侧视图。如图10所示，定心器件75固定在中心管65的底端140附近。在这一实施例中，定心器件75通常是具有圆孔142的环状，并包括导肋144a、144b。该导肋144a、144b朝着孔142的中央向内突起。导肋144a、144b可设计成与竖管30的形状对准。例如，如果竖管30为椭圆形，导肋144a比导肋144b更加向孔142内突出。该设置在密封垫片67和导肋144a、144b之间产生力臂，进而在滤筒14被插入过滤器壳体12后阻止其径向移动。这允许位于上端板66的销114与位于竖管30的上端的孔52对准。
在不脱离本发明的精神和新颖特征的情况下，本发明也可以其他的形式实施。本申请中公开的实施例可看作是示例性而非限制性的。因此，本发明的保护范围不当仅局限于以上描述的实施例，而应该依照所附的权利要求来限定。落入权利要求的等同的含义和范围内的所有改变均落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种滤筒，其特征在于，包括：
具有第一端和第二端的过滤介质，连接到过滤介质的第一端的第一端板和连接到过滤介质的第二端的第二端板，所述过滤介质包括中心轴；
所述第一端板包括从第一端板沿着与所述第一端板正交的方向延伸的销；
所述第二端板包括位于所述第二端板中心的竖管孔，所述竖管孔的设置允许过滤器壳体的竖管通过；所述第二端板还包括延伸穿过所述第二端板的裙部和固定在所述裙部的内表面上的密封垫片；以及
朝着过滤介质的第二端的定心器件，所述定心器件包括定心器件孔，位于定心器件的第一组相对端的第一组肋片，所述第一组肋片朝着定心器件孔的中央向内突出，以及位于定心器件的第二组相对端的第二组肋片，所述第二组肋片朝着定心器件孔的中央向内突出，
其中朝着定心器件孔的中央的第一组肋片的长度和朝着定心器件孔的中央的第二组肋片的长度设计成与竖管的横截面形状对准。
2.根据权利要求1所述的滤筒，其特征在于，所述定心器件固定在第二端板的裙部上。
3.根据权利要求1所述的滤筒，其特征在于，进一步包括沿着在第一端板和第二端板间的过滤介质的中心轴定位以支持过滤介质的中心管，其中所述定心器件固定在所述中心管上。
4.根据权利要求1所述的滤筒，其特征在于，所述定心器件进一步包括向外突出的第一边，并包括用于为定心器件的第一组肋片和第组二肋片导向从而与竖管孔的形状对准的校准孔。
5.根据权利要求2所述的滤筒，其特征在于，所述定心器件的第一边靠在裙部的顶部，并且定心器件的剩余部分固定在裙部的内表面上。
6.根据权利要求2所述的滤筒，其特征在于，所述裙部的内表面包括径向挡块并且所述定心器件包括用于对准并匹配径向挡块的通道。
7.一种过滤器组件，其特征在于，包括：
用于容纳滤筒的过滤器壳体，所述过滤器壳体包括：
侧壁和端壁，所述侧壁和端壁定义了用于容纳滤筒的滤筒空间；
中空竖管，所述竖管固定在端壁上，延伸入并通过滤筒空间，所述滤筒空间在竖管的第一端具有孔；
所述滤筒包括：
具有第一端和第二端的过滤介质，连接到所述过滤介质的第一端的第一端板以及连接到所述过滤介质的第二端的第二端板，所述过滤介质包括中心轴；
所述第一端板包括从第一端板沿着与所述第一端板正交的方向延伸的销；
所述第二端板包括在所述第二端板的中心形成的竖管孔，所述竖管孔的设置允许过滤器壳体的竖管通过；所述第二端板还包括延伸通过第二端板的裙部，以及固定在所述裙部的内表面上的密封垫片；以及
朝着过滤介质的第二端定位的定心器件，所述定心器件包括定心器件孔，位于定心器件的第一组相对端的第一组肋片，所述第一组肋片朝着定心器件孔的中央向内突出，以及
位于定心器件的第二组相对端的第二组肋片，所述第二组肋片朝着定心器件孔的中央向内突出；
其中朝着定心器件孔的中央向内突出的第一组肋片的长度和朝着定心器件孔的中央向内突出的第二组肋片的长度可设计成与竖管的横截面形状对准。
8.根据权利要求7所述的过滤器组件，其特征在于，所述定心器件固定在所述第二端板的裙部。
9.根据权利要求7所述的过滤器组件，其特征在于，所述过滤器组件进一步包括沿着在第一端板和第二端板间的过滤介质的中心轴定位以支持过滤介质的中心管，其中所述定心器件固定在所述中心管上。
10.根据权利要求7所述的过滤器组件，其特征在于，所述定心器件进一步包括外向突出的第一边，并包括为定心器件的第一组肋片和第二组肋片导向从而与竖管孔的形状对准的校准孔。
11.根据权利要求8所述的过滤器组件，其特征在于，所述定心器件的第一边靠在裙部的顶部，并且定心器件的剩余部分固定在裙部的内表面上。
12.根据权利要求8所述的过滤器组件，其特征在于，所述裙部的内表面包括径向挡块并且所述定心器件包括用于对准并匹配径向挡块的通道。
13.根据权利要求7所述的过滤器组件，其特征在于，所述竖管的横截面形状是椭圆形。
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