CN102281934B - 具有包括端面密封件和外部连接装置的螺母板的过滤器 - Google Patents

Abstract

一种流体过滤器具有一设置在具有开口端的壳体内的过滤元件。所述过滤元件具有一过滤介质，所述过滤介质让将要被过滤的工作流体流过。一连接到所述壳体的开口端的螺母板具有一个端面，所述端面包括一个入口和一个出口，所述入口允许将要被过滤的工作流体进入所述壳体的开口端且流到所述过滤介质。所述出口允许已经被过滤的工作流体流出所述壳体的开口端。所述端面包括内部密封件和外部密封件，所述内部密封件围绕所述入口和出口的其中之一且设置在所述入口和出口之间。所述外部密封件围绕所述入口和出口的其中之另一个。所述内部密封件把没有被过滤的工作流体和已经过滤的工作流体隔离开来，且所述外部密封件隔离来自外部环境的工作流体。所述螺母板的外部表面上包括一连接其他装置的连接结构。

Description

具有包括端面密封件和外部连接装置的螺母板的过滤器

优先权信息

本申请以康明斯过滤IP公司的名义提交了一份PCT国际专利申请案，其要求于2009年1月15日申请的名称为“具有包括端面密封件和外部连接装置的螺母板的过滤器”的美国申请案第12/354612号的优先权，该美国申请案以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明一般涉及过滤器和过滤器的组件。具体而言，本发明涉及一种过滤器的经过改进的密封和连接装置结构。

背景技术

流体过滤器广为人知，并广泛地使用在各个系统和应用中，例如要求微粒和/或流体与工作流体分离的系统中。作为一个实施例，润滑油过滤系统广为人知，其采用油过滤将各种颗粒和冷凝物分离。在这些系统中进行合适的密封对于维持系统效率以满足排放法规以及为发动机提供合适的保护是很重要的。也就是说，需要进行正确的密封，以在这种系统中使用的过滤器的“脏污”侧与“清洁”侧之间维持隔离。

对现有的流体过滤器设计可进一步予以改进。特别地，关于过滤器怎样密封和怎样连接到所给的过滤系统中别的装置上可予以结构上的改进。

发明内容

本发明一般涉及一种流体过滤器，该流体过滤器包括一种独特的密封结构以及附件装置结构从而与其他装置密封和连接，如在一种过滤系统中。本文中描述的密封结构和连接结构通过提供一种同轴连接、且通过提供一种隔离从“脏污”的流体过滤出来的“清洁”的流体的同轴密封，有助于容易安装该流体过滤器。通常，该密封结构位于过滤器的螺母板的一端面，且该连接结构位于该螺母板的外表面。

在一个实施例中，该流体过滤器包括一具有开口端的壳体以及一设置在该壳体内的过滤元件。该过滤元件具有过滤介质，该过滤介质对流经的工作流体进行过滤。螺母板在该开口端处连接到该壳体上。该入口允许即将要被过滤的工作流体进入该壳体的开口端且流到过滤介质。该出口允许被过滤介质过滤的工作流体流出该壳体的开口端。该端面也包括设置其上的内部密封件和外部密封件。该内部密封件围绕该入口和出口之中的一个且在该入口和出口之间。该外部密封件围绕该入口和出口之中的另一个。在运行过程中，该内部密封件把将要被过滤的工作流体和已经经过过滤介质过滤的工作流体隔离开来，且该外部密封件隔离来自外部环境的工作流体。该螺母板的外部表面上进一步设有一连接结构。这种连接结构连接其他的装置。

在一些实施例中，该流体过滤器是一种旋入式过滤器，其中该内部和外部端面密封形成一种过滤器可连接其他装置的内嵌密封，且这种在外表面上的连接结构是可与其他装置配合的螺纹部。

附图说明

图1是一种过滤器的一个实施例的立体图；

图2是图1中所示过滤器的侧面截面图；

图3是一种过滤器的另一实施例的立体图；

图4是图3中所示过滤器的侧面截面图；

图5是一种过滤器的又一实施例的立体图；

图6是图5中所示过滤器的侧面截面图。

具体实施方式

本发明一般涉及一种流体过滤器，该流体过滤器包括一种独特的密封结构以及附件装置结构从而与其他装置密封和连接，如在一种过滤系统中。本文中描述的密封结构和连接结构通过提供一种同轴(内嵌)连接、且通过提供一种隔离从“脏污”的流体过滤出来的“清洁”的流体的同轴密封，有助于容易安装该流体过滤器。通常，该密封结构位于过滤器的螺母板的一端面，且该连接结构位于该螺母板的外表面。

此处所描述设计的一般包括外部支撑物或类似的连接，这显现比目前许多设计上使用的内部细螺纹的耐久力更强。关于复合结构尤其如此，且会为过滤器提供了更好的结构完整性的设计。

仅仅为了描述的目的，针对旋入式过滤器来描述一种过滤器设计的发明概念，旋入式过滤器是众所周知的且通常用于润滑油过滤系统中。然而，应当了解，本发明并不旨在限于旋入式过滤器，且本文中所述的发明概念，包括密封接口和连接接口，可用于并适合其他过滤器系统，诸如不局限于燃料过滤系统，水力过滤系统及水过滤系统等等。还应了解，需要进行过滤包括但不限于油的各种工作流体能够受益于本文中所揭示的发明概念。

图1-2显示描述了本发明原理的一种过滤器10。该过滤器10一般包括壳体12，过滤元件14以及螺母板16。该过滤器10有个开口端(见图2)。该过滤元件14设置在壳体12的内部。该过滤元件14具有使工作流体能够通过以进行过滤的过滤介质20。

该螺母板16连接到该壳体12的开口端。作为一个较佳实施例，该螺母板16通过旋转焊接工艺连接到壳体12上。例如，在具有复合材料的外壳和螺母板的流体过滤器，这样的连接是很容易实现。在一个较佳实施例中，该流体过滤器10是一种不包括金属部件的复合材料，尤其是，螺母板16和壳体12是由复合材料制成。复合材料的过滤器的实施例，可以从康明斯过滤公司以往产品中找出，其生产的用户友好的过滤器是众所周知的。

该螺母板16具有一端面(见图1和2中的螺母板的顶部)，该端面包括一个入口32和出口34。一般来说，该入口32允许将要被过滤的工作流体进入该壳体12的开口端且流到过滤介质20。如图所示，该入口32可以是例如螺母板16端面上的多个开口。应当了解，并不是要限制该入口32的数量，只要工作流体可以流入(或流出)该流体过滤器10。该出口34通常允许经过过滤介质20过滤的工作流体流出该壳体12的开口端。如图所示，该出口34设置在螺母板16端面的中心，以及该入口32同轴地设置在该出口34周围。应当了解，具体的入口32/出口34的位置安排并不是要予以限制，且其他修改可以同样适合和/或是所需的。例如，如果需要和/或必要时，进口和出口可以相互转换，只要流体流动是相反的。

进一步参考该螺母板16的端面，该端面包括设于其上的内部和外部密封件38，36。如图所示，该内部密封件38围绕出口34且设置在该入口32和该出口34之间。该外部密封件36围绕入口32。在运行过程中，该内部密封件38把将要被过滤的工作流体和已经经过过滤介质20过滤的工作流体隔离开来，且该外部密封件36隔离来自外部环境的工作流体。

如图所示，该内部和外部密封件38，36设置在该螺母板16的端面上的凹槽内(最好如图2所示)。在一个实施例中，该螺母板16端面如此配置以至于该内部和外部密封件38，36以一个平面排列的方式设置该端面上。在图1和图2中，内部和外部密封件38，36位于同一平面上。例如，该密封件38，36的密封结构允许一个相对简单的平的平面密封，从而可以减少加工量(如用于金属材料)，和成型量(如用于复合材料)等等。

在一个实施例中，内部和外部密封件38，36是同轴设置的，其中该入口32和出口34以及各自的密封件38，36占据该螺母板16端面的大部分。这样的配置可以为该流体过滤器10和可连接到其上的过滤系统提供面密封和面状流体流动。

在如图1和图2所示的一个实施例中，所示的内部密封件38为一个长方形密封垫片。应当了解，该内部密封件38不局限于一个长方形的密封垫片。其他结构可能包括但不限于一个O形环状物或抗压肋密封件(例如下文的图3和图4所述)。例如，抗压肋密封件可被较大微米额定过滤器所采用。进一步地，应当了解，这种内部密封件38的材料是众所周知的，在此不需要进一步说明。

在一个实施例中，该外部密封件36是一个O形环状物。应当了解，该外部密封件36不仅仅局限于一个O形环状物。其他结构也可能包括但不限于一个长方形的密封垫片(例如在下文的图3和图4进一步说明)。应当了解，这种外部密封件36的材料是众所周知的，在此不需要进一步说明。根据流体的要求，密封材料，例如，可以是腈或合成橡胶材料，如氟橡胶()。

该螺母板16的外部表面还包括一个连接结构30。一般来说，该连接结构30是用于连接其他设备，例如，一种过滤系统的另一个组成元件。在一个实施例中，该连接结构30是该螺母板16一个外部侧面的螺纹部。在复合流体过滤器中，例如，连接结构30可以被成型到螺母板16的外表面上。在这个实施例中，其中使用了螺纹，该螺母板16(如复合材料)的外表面成型有螺纹。应当了解，该连接结构30可以是不同于螺纹结构的其他结构。例如，该连接结构30可以是任何合适的且可能是已知的机械结构，并且该连接结构30可以将该螺母板的外表面连接到其他设备上。至于其他的实施例，该连接结构30可以采用四分之一圈或半圈的连接结构，诸如本领域的技术人员可以完成的，这可能包括或不包括螺纹。

在一个实施例中，该连接结构30的外部侧面是在一个除端面以外的表面上。在所示的实施例中，外部侧面是垂直于该端面。

该连接结构30的配置可以让该流体过滤器10同轴连接到一种过滤系统中的其他设备上。该螺母板16的设计可以与过滤器壳体或长短不一的外壳相一致。此外，这样的设计采用外部支撑物或类似的连接，这显现比目前许多设计上使用的内部细螺纹的耐久力更强。关于复合结构尤其如此，这会为过滤器提供了更好的结构完整性的设计。更进一步，例如，在安装过程中密封区域外的外部螺纹的使用可以减少可能产生的污染进入到过滤器内。这样可以在过滤器攻丝(如安装)过程中减少任何颗粒，机器运行碎片，复合材料毛刺。

在图1和图2中，该螺母板16连接到该过滤元件14上，且使该过滤元件14保留在该壳体12内。

进一步参考该过滤元件14，已使用的过滤元件的一个实施例是其中的过滤介质20连接到两个端板22，24。其中一个端板22包括一个与该出口34流体连通的开口。一个中心管26连接两个端板22，24且于两个端板22，24之间。该过滤介质20是以一个圆柱形的设置方式围绕该中心管26。该中心管26包括一个穿通中心管26的流道28，该流道28与端板22的开口相互流体连通。该中心管还包括开孔29，该开孔29使工作流体从该过滤介质20流过，且穿过该中心管26的流道28。应当了解，这并不意味着要限制特定的过滤元件的设置和结构。只要流体流动和过滤能力可以实现，其他的过滤元件可能有不同结构，该不同结构与该螺母板16和壳体12的入口/出口和密封结构相一致。

图3至图4显示了流体过滤器100的另一个实施例。与流体过滤器10一样，该流体过滤器100一般包括一个壳体102，一个过滤元件104，以及一个螺母板106。该壳体100具有一个一般的开口端(见图4)。该过滤元件104设置在壳体102内。该过滤元件104具有一个让工作流体过滤穿过的过滤介质120。该流体过滤器100包括与流体过滤器10上许多相似特征，但在使用的密封类型上有一些不同点。

该螺母板106是连接到该壳体102上的开口端。作为一个较佳的实施例，该螺母板106通过旋转焊接工艺连接到该壳体102上。这样的连接是很容易实现，例如，在具有复合材料的外壳和螺母板的流体过滤器。在一个较佳的实施例中，该流体过滤器100也是一种不包括金属部件的复合材料，特别地，其中该螺母板106和壳体102是由复合材料制成。复合材料的过滤器的实施例，可以从康明斯过滤公司以往产品中找出，其生产的用户友好的过滤器是众所周知的。

该螺母板106具有端面(见图3和图4中的螺母板106顶部)，该端面包括一个入口132和一个出口134。一般来说，该入口132允许将要被过滤的工作流体进入该壳体102的开口端且流到过滤介质120。如图所示，该入口132可以是例如螺母板106端面上的多个开口。应当了解，并不是要限制该入口132的数量，只要工作流体可以流入(或流出)该流体过滤器100。该出口134通常允许经过过滤介质120过滤的工作流体流出该壳体102的开口端。如图所示，该出口134设置在螺母板106端面的中心，以及该入口132同轴地设置在该出口134周围。关于该流体过滤器100，应当了解，具体的入口132/出口134的位置安排并不是要予以限制，且其他修改可以同样适合和/或是所需的。例如，如果需要和/或必要时，该入口和出口可以相互转换，只要流体流动是相反的。

进一步参考该螺母板106的端面，该端面包括设于其上的内部和外部密封件138，136。如图所示，该内部密封件138围绕该出口134且设置在该入口132和该出口134之间。该外部密封件136围绕该入口132。在运行过程中，该内部密封件138把将要被过滤的工作流体和已经经过过滤介质120过滤的工作流体隔离开来，且该外部密封件136隔离来自外部环境的工作流体。

如图所示，该内部和外部密封件138，136设置在该螺母板106的端面上的凹槽内(最好如图4所示)。在一个实施例中，该螺母板106端面如此配置以至于该内部和外部密封件138，136以一个平面排列的方式设置该端面上。在图3和图4中，内部和外部密封件138，136位于同一平面上。例如，该密封件138，136的密封结构允许一个相对简单的平的平面密封，从而可以减少加工量(如用于金属材料)，和成型量(如用于复合材料)等等。

在一个实施例中，内部和外部密封件138，136是同轴设置的，其中该入口132和出口134以及各自对应的密封件138，136占据该螺母板106端面的大部分。这样的配置可以为该流体过滤器100和可连接到其上的过滤系统提供面密封和面状流体流动。

在如图3和图4所示的一个实施例中，所示的内部密封件138为一个抗压肋密封件。应当了解，该内部密封件138不局限于一个抗压肋密封件。例如，抗压肋密封件可为较大微米额定过滤器所采用。其他结构可能包括但不限于一个O形环状物或长方形密封垫片。进一步地，应当了解，这种内部密封件138的材料是众所周知的，在此不需要进一步说明。

在一个实施例中，该外部密封件136是一个长方形密封垫片。应当了解，该外部密封件136不仅仅局限于一个长方形密封垫片。其他结构也可能包括但不限于一个O形密封件。应当了解，这种外部密封件136的材料是众所周知的，在此不需要进一步说明。

该螺母板106的外部表面也包括一个连接结构130。一般来说，该连接结构130是用于连接其他设备，例如，一种过滤系统的另一个组成元件。在一个实施例中，该连接结构130是该螺母板106一个外部侧面的螺纹部。在复合流体过滤器中，例如，该连接结构130可以被成型到螺母板106的外表面上。在这个实施例中，其中使用了螺纹，该螺母板106(如复合材料)的外表面成型有螺纹。应当了解，该连接结构130可以是不同于螺纹结构的其他结构。例如，该连接结构130可以是四分之一圈锁固件或者已知的任何合适的机械结构，并且该连接结构130可用于将该螺母板的外表面连接到其他设备上。

在一个实施例中，该连接结构130的外部侧面是在一个除端面以外的表面上。如图所示，外部侧面是垂直于该端面。

该连接结构130的配置可以让该流体过滤器100同轴连接到一种过滤系统中的其他设备上。该螺母板106的设计可以与过滤器壳体或长短不一的外壳相一致。

进一步参考该过滤元件104，已使用的过滤元件的一个实施例是其中的过滤介质120连接到两个端板上。其中一个端板122包括一个与该出口134流体连通的开口。一个中心管126连接两个端板上。在一个实施例中，该中心管是该端板122的一部分。该过滤介质120是以一个圆柱形的设置方式围绕该中心管126。该中心管126包括一个穿通中心管126的流道128，该流道128与端板122的开口相互流体连通。该中心管126还包括开孔129，该开孔129使工作流体从该过滤介质120流过，且穿过该中心管126的流道128。应当了解，这并不意味着要限制特定的过滤元件的设置和结构。只要流体流动和过滤能力可以实现，其他的过滤元件可能有不同结构，该不同结构与该螺母板106和壳体102相一致。

参考图5和图6，图5和图6显示了一种流体过滤器200。与流体过滤器10、100一样，该流体过滤器200一般包括一个壳体202，一个过滤元件204，以及一个螺母板206。该壳体200具有一个一般的开口端(见图6)。该过滤元件204设置在壳体202内。该过滤元件204具有一个让工作流体过滤穿过的过滤介质220。该流体过滤器200包括与流体过滤器10、100上许多相似特征，但也有下文所述的一些不同点。

该螺母板206是连接到该壳体202上的开口端。作为一个较佳的实施例，该螺母板206通过旋转焊接工艺连接到该壳体202上。这样的连接是很容易实现，例如，在具有复合材料的外壳和螺母板的流体过滤器。在一个较佳的实施例中，该流体过滤器200也是一种不包括金属部件的复合材料，特别地，其中该螺母板206和壳体202是由复合材料制成。复合材料的过滤器的实施例，可以从康明斯过滤公司以往产品中找出，其生产的用户友好的过滤器是众所周知的。

该螺母板206具有端面(见在图3和图4中的螺母板206顶部)，该端面包括一个入口232和一个出口234。一般来说，该入口232允许将要被过滤的工作流体进入该壳体202的开口端且流到过滤介质220。如图所示，该入口232可以是例如螺母板206端面上的多个开口。应当了解，并不是要限制该入口232的数量，只要工作流体可以流入(或流出)该流体过滤器200。该出口234通常允许经过过滤介质220过滤的工作流体流出该壳体202的开口端。如图所示，该出口234设置在螺母板206端面的中心，以及该入口232同轴地设置在该出口234周围。应当了解，具体的入口232/出口234的位置安排并不是要予以限制，且其他修改可以同样适合和/或是所需的。与上述的流体过滤器10、100一样，例如，如果需要和/或必要时，该流体过滤器200上的入口232和出口234可以相互转换，只要流体流动是相反的。

进一步参考该螺母板206的端面，该端面包括设于其上的内部和外部密封件238，236。如图所示，该内部密封件238围绕该出口234且设置在该入口232和该出口234之间。该外部密封件236围绕该入口232。在运行过程中，该内部密封件238把将要被过滤的工作流体和已经经过过滤介质220过滤的工作流体隔离开来，且该外部密封件236隔离来自外部环境的工作流体。

在一个实施例中，该螺母板206的端面如此配置以至于该内部和外部密封件238，236设置该端面上。如图所示，该外部密封件236设置在该螺母板206的端面上的凹槽内，且该内部密封件238设置在该出口234的突出部上。在图5和图6中，该内部和外部密封件238，236的位置稍稍偏移，但保持在该螺母板206的端面上。

在一个实施例中，该内部和外部密封件238，236是同轴设置的，其中该入口232和出口234以及各自对应的密封件238，236占据该螺母板206端面的大部分。这样的配置可以为该流体过滤器200和可连接到其上的过滤系统提供面密封和面状流体流动。

在如图5和图6所示的一个实施例中，所示的内部密封件238和外部密封件236都为一个长方形的密封垫片。如上所述，一般地，应当了解，该内部和外部密封件不局限于图中所示的具体的密封件。其他的密封件和材料也可能被采用，只要该螺母板的一端面密封得以实现。进一步地，应当了解，这种内部和外部密封件238、234的材料是众所周知的，在此不需要进一步说明。

该螺母板206的外部表面也包括一个连接结构230。一般来说，该连接结构230是用于连接其他设备，例如，一种过滤系统的另一个组成元件。在一个实施例中，该连接结构230是该螺母板206一个外部侧面的螺纹部。在复合流体过滤器中，例如，该连接结构230可以被成型到螺母板206的外表面上。在这个实施例中，其中使用了螺纹，该螺母板206(如复合材料)的外表面成型有螺纹。应当了解，该连接结构230可以是不同于螺纹结构的其他结构。例如，该连接结构230可以是四分之一圈锁固件或者已知的任何合适的机械结构，并且该连接结构230可用于将该螺母板的外表面连接到其他设备上。

在一个实施例中，该连接结构230的外部侧面是在一个除端面以外的表面上。如图所示，外部侧面是垂直于该端面。

该连接结构230的配置可以让该流体过滤器200同轴连接到一种过滤系统中的其他设备上。该螺母板206的设计可以与过滤器壳体或长短不一的外壳相一致。

在图5和图6中，该螺母板206连接到该过滤元件204上，并且保持该过滤元件204位于该壳体202内。

进一步参考该过滤元件204，已使用的过滤元件的一个实施例是其中的过滤介质220连接到两个端板上。其中一个端板222包括一个与该出口234流体连通的开口。一个中心管226连接两个端板上且位于该两个端板之间，并且，类似于流体过滤器100，该中心管226可以是该端板122的一部分。该过滤介质220是以一个圆柱形的设置方式围绕该中心管226。该中心管226包括一个穿通中心管226的流道228，该流道228与端板222的开口相互流体连通。该中心管226还包括开孔229，该开孔229使工作流体从该过滤介质220流过，且穿过该中心管226的流道228。应当了解，这并不意味着要限制特定的过滤元件的设置和结构。只要流体流动和过滤能力可以实现，其他的过滤元件可能有不同结构，该不同结构与该螺母板206和壳体202相一致。

尽管上文中所述是对本发明的较佳实施例的完整描述，但可使用各种替代、修改和等效方案。因此，以上描述不应视为限制本发明权利要求所界定的范围。

Claims (12)

1.一种流体过滤器，其包括：

一具有开口端的壳体；

一设置在所述壳体内的过滤元件，所述过滤元件具有一过滤介质，所述过滤介质让将要被过滤的工作流体流过；及

一连接到所述壳体的开口端的螺母板，所述螺母板有一个端面，所述端面包括一个入口和一个出口，所述入口允许将要被过滤的工作流体进入所述壳体的开口端且流到所述过滤介质，且所述出口允许已经被所述过滤介质过滤的工作流体流出所述壳体的开口端，

所述端面包括设于其上的内部密封件和外部密封件，所述内部密封件围绕所述入口和出口的其中之一且设置在所述入口和出口之间，并且所述外部密封件围绕所述入口和出口的其中之另一个，在运行过程中，所述内部密封件把将要被过滤的工作流体和已经经过过滤介质过滤的工作流体隔离开来，且所述外部密封件隔离来自外部环境的工作流体，所述内部密封件和外部密封件同轴设置，且所述内部密封件和外部密封件位于同一平面上，

所述螺母板的外部表面上包括一连接结构，所述连接结构连接其他装置，其中，在该流体过滤器的一横截面上，仅仅所述外部密封件和所述内部密封件的其中之一设置在所述入口和出口之间。

2.如权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述液体过滤器是旋入式过滤器。

3.如权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述壳体和螺母板是通过旋焊连接的方式连接的。

4.如权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述内部密封件和外部密封件设置在螺母板端面上的凹槽内。

5.如权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述端面如此配置以至于所述内部密封件和外部密封件以一个平面排列的方式设置所述端面上。

6.如权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述内部密封件是长方形密封垫片，O形环状物，或抗压肋密封件中的一种。

7.如权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述外部密封件是长方形密封垫片或者O形环状物。

8.如权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述连接结构是所述螺母板的外侧面上的螺纹部，所述外侧面是不同于端面的一个面。

9.如权利要求8所述的流体过滤器，其特征在于，所述外侧面垂直于所述端面。

10.如权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述螺母板连接到所述过滤元件上且将所述过滤元件保持在所述壳体内。

11.如权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述过滤介质是连接到两个端板上，其中一个端板包括一个与所述出口流体连通的开口，且两个端板之间连接有一个中心管，所述过滤介质以一个圆柱形的设置方式围绕所述中心管，所述中心管包括一个贯穿的流道，所述流道与所述其中一个端板的开口流体连通，且所述中心管包括开孔，所述开孔使来自所述过滤介质的工作流体流过且通过所述中心管的流道。

12.如权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述螺母板是一种复合材料。