CN102784506A - 过滤装置和包括过滤装置的过滤设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过滤设备，其包括外壳组件和安装在外壳组件中的过滤装置。过滤装置包括可重复使用的芯部组件、围绕可重复使用的芯部组件的外部可移除地安装的第一过滤组件以及至少部分地在芯部组件的内部中可移除地安装到可重复使用的芯部组件的旁通组件。旁通组件包括机械地连接到第二过滤组件的旁通阀。

Description

过滤装置和包括过滤装置的过滤设备

技术领域

本发明涉及过滤装置和包括过滤装置的过滤设备，该过滤装置用于过滤来自各种流体的多种杂质中的任一种。该流体可以是气体、液体以及/或者气体、液体和/或固体的混合物。杂质可以是例如固体、胶体和/或凝胶，并且通常为颗粒或微粒的形式。实施本发明的过滤装置和过滤组件用于许多不同的流体系统。在许多实例中的一个实例中，本发明的实施例可以用来过滤来自大型机械或机电装置中所用的液压或润滑油的固体和/或胶状颗粒，该大型机械或机电装置包括用于发电的风力涡轮机。

本发明的实施例包括围绕可重复使用的芯部组件安装的第一过滤组件，其可以是一次性的。流体可以从外侧或上游表面到内侧或下游表面引导穿过第一过滤组件，同时可重复使用的芯部组件抵抗与流体流动相关的力而支撑第一过滤组件。第一过滤组件可以包括用于从流体中去除杂质的可渗透过滤介质。初始，过滤介质是清洁的，并且上游表面和下游表面之间较小的压差将保持足够的流体流过第一过滤组件。随着更多的流体穿过第一过滤组件，过滤介质可能变得日益堵塞或淤塞。上游表面和下游表面之间的压差可能增大，和/或流过一次性过滤组件的流体可能减少。

对于许多应用，通常优选的是即使在过滤介质被显著淤塞时也保持足够的流体流过过滤装置。因此，本发明的实施例还可以包括旁通组件，该旁通组件在过滤介质被淤塞时允许流体绕过第一过滤组件。旁通组件能够可移除地至少部分地安装在可重复使用的芯部组件的内部，并且可以包括旁通阀和第二过滤组件，该第二过滤组件能够是可清洁的和/或可重复使用的。对于许多实施例，第二过滤组件的过滤介质可以比第一过滤组件的过滤介质粗糙。旁通阀可以在第一过滤组件变得充分淤塞而使得第一过滤组件两侧的压差超过预定值时打开，从而允许未过滤的流体绕过或围绕淤塞的第一过滤组件流动。第二过滤组件可以定位在旁通流动中，以去除至少较大的杂质，否则该较大的杂质可能损坏流体系统的在过滤装置下游的组成部件。在淤塞的第一过滤组件被更换为新的、清洁的第一过滤组件之后，旁通阀可以闭合，并且可以重新形成穿过新的第一过滤组件的流体流。

旁通阀可以在其它情形下打开，即使第一过滤组件没有淤塞。例如，在流体系统的冷启动期间，冷的未过滤的流体可能非常浓稠或粘稠。迫使冷的粘稠的未过滤的流体穿过第一过滤组件的细小过滤介质可能损坏（如撕开或撕裂）该细小过滤介质。然而，大到足以迫使冷的粘稠的未过滤的流体穿过第一过滤组件的压差可能超过用于打开旁通阀的预定值。打开的旁通阀允许冷的粘稠的未过滤的流体绕过第一过滤组件而损坏细小过滤介质，并且穿过第二过滤组件。辅助过滤组件的过滤介质可以是较粗糙的过滤介质和/或更稳固的多孔金属介质。因此，冷的粘稠的未过滤的流体穿过第二过滤组件的过滤介质而不损坏过滤介质。因此，至少粗糙地过滤的流体的旁通流动可以甚至在冷启动期间用于过滤系统。在流体系统已经运行一段时间之后，未过滤的流体变得温暖且较稀薄或不太粘稠。然后，迫使温暖的不太粘稠的未过滤的流体穿过第一过滤组件所需的压差可能下降到用于打开旁通阀的预定值以下。于是旁通阀闭合，重新引导温暖的不太粘稠的未过滤的流体穿过第一过滤组件。

发明内容

根据本发明的一个方面，过滤装置可以包括可重复使用的芯部组件、第一过滤组件和旁通组件。可重复使用的芯部组件可以具有轴线以及第一和第二端部，并且可以包括中空穿孔芯部，该中空穿孔芯部具有外部表面和内部。第一过滤组件能够围绕芯部的外部表面上的可重复使用的芯部组件可移除地安装。第一过滤组件可以包括具有过滤介质、内表面和和相对端部的中空过滤器，并且在过滤器的每个端部处可以定位有端盖。第一过滤组件能够在第一位置和第二位置之间沿轴向移动。在第一位置中，第一过滤组件的端盖可以密封到可重复使用的芯部组件的端部，并且第一过滤组件的内部表面可以紧邻芯部的外部表面。在第二位置中，可以从可重复使用的芯部组件移除第一过滤组件。旁通组件可以至少部分地定位在芯部的内部中。旁通组件可以包括旁通阀和机械地连接到旁通阀的第二过滤组件。旁通组件能够沿着芯部的内部在第一位置和第二位置之间沿轴向移动。在第一位置中，旁通组件的至少一部分可以处于芯部的内部中。在第二位置中，可以从可重复使用的芯部组件移除旁通组件。

根据本发明的另一个方面，过滤设备可以包括外壳组件和过滤装置。外壳组件可以包括内部以及入口和出口，该入口和出口限定了穿过外壳的内部的流体流动路径。过滤装置可以在流体流动路径中定位在外壳组件的内部中。过滤装置可以包括可重复使用的芯部组件、第一过滤组件和旁通组件。芯部组件可以安装到外壳组件，并且可以包括轴线、中空穿孔芯部以及第一和第二座部。穿孔芯部可以具有外部表面、内部和相对端部，并且座部可以定位在芯部的端部处。第一过滤组件能够围绕穿孔芯部的外部表面上的可重复使用的芯部组件可移除地安装。第一过滤组件可以包括中空过滤器以及第一和第二端盖。中空过滤器可以具有过滤介质、内部表面以及第一和第二端部，并且端盖可以安装到过滤器的端部。第一过滤组件能够在第一位置和第二位置之间沿轴向移动。在第一位置中，第一过滤组件的端盖可以密封到可重复使用的芯部组件的座部，并且第一过滤组件的内部表面可以紧邻芯部的外部表面。在第二位置中，可以从可重复使用的芯部组件移除第一过滤组件。旁通组件能够至少部分地在芯部的内部中可移除地安装到可重复使用的芯部组件。旁通组件可以包括旁通阀和机械地连接到旁通阀的第二过滤组件。旁通组件能够沿着芯部的内部在第一位置和第二位置之间沿轴向移动。在第一位置中，旁通组件的至少一部分可以处于芯部的内部中。在第二位置中，可以从可重复使用的芯部组件移除旁通组件。

实施本发明的过滤装置和过滤设备具有许多优点。例如，第一过滤组件可以用作主要过滤组件，从流体中有效地且可靠地去除杂质。此外，因为第一过滤组件可移除地安装到可重复使用的芯部组件，所以第一过滤组件在其变得淤塞时可以快速地且容易地进行移除和更换。淤塞的过滤组件简单地沿轴向从可重复使用的芯部组件的外部滑落，新的清洁的过滤组件沿轴向滑到可重复使用的芯部组件上。对于许多实施例，第一过滤组件可以是一次性过滤组件，即基本上不具有金属成分的过滤组件。因为第一过滤组件能够与可重复使用的芯部组件分开和/或因为第一过滤组件可以基本上不具有金属成分，所以更换第一过滤组件可以产生较少的废弃物且废弃物可以容易地焚烧。另外，第一过滤组件的重量可以非常轻，对于许多应用而言，重量是重要的因素。例如，实施本发明的过滤装置和过滤设备可以用在风力涡轮机中，该风力涡轮机在地面上方或海上可能延伸数百米或更多。承载重量轻的过滤组件上下风力涡轮机使得更换第一过滤组件更加容易且快速，从而减少了风力涡轮机停止使用以用于维护的时间量。

将包括旁通阀和第二过滤组件的旁通组件可移除地安装到可重复使用的芯部组件进一步减少了浪费和重量。辅助过滤组件可以用作能够临时取代淤塞的主要过滤组件的辅助过滤组件。尽管第二过滤组件也可以是一次性过滤组件，但是对于许多实施例，第二过滤组件可以是可重复使用的过滤组件，例如无论何时更换主要过滤组件其都可以就地清洁和重新安装。旁通阀也可以是可重复使用的部件。于是，一次性废弃物可以受限于重量轻的淤塞的主要过滤组件。此外，因为第二过滤组件机械地连接到旁通阀，所以这两个部件都可以快速地且容易地从可重复使用的芯部组件移除、进行检查和清洁、以及同时重新安装，进一步减少了任何停止使用的时间。因此，实施本发明的过滤装置和过滤设备均提高生产率并且最小化对环境的破坏。

附图说明

图1为包括外壳组件和定位在外壳组件中的过滤装置的过滤设备的横截面图；

图2为联结结构的等轴视图；

图3为另一个过滤装置的一部分的横截面图。

具体实施方式

实施本发明的过滤设备和过滤装置可以以各种方式进行构造。图1中示出了过滤设备10的许多不同实例中的一个，其包括外壳组件11和定位在外壳组件11中的过滤装置12。

外壳组件可以以各种方式构造。例如，外壳组件11可以包括外壳13，该外壳13限定了内部14。外壳13可以具有流体入口15和流体出口16，并且还可以限定在入口15和出口16之间穿过外壳13的内部14的流体流动路径。除了入口和出口之外，外壳还可以包括一个或多个端口，包括例如排放口、排出口和/或用于传感器（例如温度和压力传感器）的一个或多个端口。

外壳组件可以是多部件结构。例如，如图1所示，外壳13可以包括具有相对两端的壳体20、在壳体20的一端上的覆盖件21和在壳体20的另一端上的集管22。壳体20可以以各种方式进行构造。例如，其可以是单部件或多部件结构，并且可以具有大致与过滤装置12的形状相对应的形状。在所示的实施例中，壳体20可以具有大致圆柱形形状，并且可以围绕过滤装置12。壳体20的内部表面可以与过滤装置12的外部表面间隔开，以限定大致环形空间，该环形空间包括流体流动路径的一部分，并且允许流体在壳体20和过滤装置12之间流动以及流入和流出过滤装置12。

覆盖件21可以在壳体20的一端（如上端）永久性地或可移除地连结到壳体20。在所示的实施例中，覆盖件21能够例如通过螺纹或螺栓可移除地密封到壳体20的端部，从而允许通过简单地移除覆盖件21而触及过滤装置11。覆盖件21可以限定过滤装置12上方的空间，该空间与壳体20中的环形空间流体连通，并且与壳体中的环形空间一起形成外壳13的内部14的一部分。

集管22可以永久性地或可移除地连结到壳体20的与覆盖件21相对的端部。在所示的实施例中，集管22能够例如通过螺纹或螺栓可移除地密封到壳体20的端部，从而允许通过简单地移除壳体20以及覆盖件21而进一步触及过滤装置12。集管22可以具有单部件或多部件结构，并且可以包括入口15和出口16。集管内的一个或多个流体通道可以将流体从入口引导至过滤装置以及从过滤装置引导至出口。例如，在所示的实施例中，集管22中的入口15可以经由入口通道与壳体20和过滤装置12之间的环形空间流体连通，而集管22中的出口通道可以提供过滤装置12和出口16之间的流体连通，从而允许流体从外到内流过过滤装置12。或者，外壳组件和过滤装置可以被构造为引导未过滤的流体从内到外穿过过滤装置。

外壳组件可以以许多其它方式构造。例如，覆盖件和壳体可以形成为单个部件，如碗状物，其能够可移除地连结到集管。作为另一个实例，入口和/或出口可以处于外壳组件的不同部分中，如壳体或覆盖件。外壳组件的组成件可以由任何材料形成，如金属或聚合物材料，该材料与流体相容并且能够承受操作温度和压力。

过滤装置12可以包括可重复使用的芯部组件23、主要过滤组件24和旁通组件25，该旁通组件25包括旁通阀26和辅助过滤组件27。可重复使用的芯部组件23能够以许多不同的方式永久性地或可移除地安装到外壳组件11。例如，芯部组件23能够例如通过螺纹或螺栓在芯部组件23的敞开出口端部处可移除地密封到外壳13，如密封到集管22，从而允许芯部组件23的敞开出口端部经由集管22中的出口通道与出口16流体连通。作为另一个实例，外壳组件（如集管）可以具有龙头，该龙头经由集管中的出口通道与出口流体连通。可重复使用的芯部组件的出口端部可以被构造为接纳外壳组件的龙头的装配件。O形环可以将该装配件密封到龙头。

可重复使用的芯部组件23可以以各种方式构造为例如单部件或多部件结构，并且可以由金属或聚合物材料形成。对于许多实施例，芯部组件23可以包括穿孔芯部30，该穿孔芯部30具有规则的或不规则的开口阵列，以允许流体流过芯部30。穿孔芯部30可以例如为具有中心轴线的大致圆柱形形状，并且可以包括外部表面31、内部32和相对的端部33、34。芯部组件23在芯部的每个端部33、34处还可以包括座部35、36。对于一些实施例，每个座部可以是芯部的在每个端部处的一体的非穿孔延伸。然而，对于许多实施例，每个座部35、36可以包括安装到芯部23的端部上的单独的端部部件。每个座部35、36可以具有外部表面，该外部表面布置成靠着主要过滤组件24密封。

主要过滤组件24能够围绕芯部30的外部表面31可移除地安装到可重复使用的芯部组件23，并且可以以多种方式中的任一种进行构造。例如，主要过滤组件24可以包括具有可渗透过滤介质、内部表面41和相对端部的中空过滤器40以及密封到过滤器40的每个端部的端盖44、45。中空过滤器40可以具有与芯部30的外径相对应的内径。然后，中空过滤器40的内部表面41可以紧邻芯部30的外部表面31，从而允许芯部30抵抗与流体从外到内流过主要过滤组件24相关的力而支撑过滤器40。对于一些实施例，过滤器可以不是褶状的，但是对于大多数实施例，过滤器40包括在过滤器40的端部之间沿轴向延伸的多个褶皱。每个褶皱的高度可以大致等于或大于中空过滤器的内径和外径之间的径向距离。另外，过滤器可以仅仅包括过滤介质或者可以包括多层结构，该多层结构具有一个或多个过滤介质层和一个或多个额外的层。例如，多层复合材料可以包括在过滤介质层的上游（如在过滤介质层的外侧）的多孔层和/或在过滤介质层的下游（如在过滤介质层的内侧）的多孔层。多孔层可以比过滤介质粗糙，并且可以用作用于将流体排出到过滤介质或从过滤介质排出流体的排出层和/或用于在结构上支撑过滤介质的支撑层。多层复合材料还可以包括多孔层和过滤介质之间的缓冲层，以保护过滤介质不被多孔层磨损。

可渗透过滤介质可以以各种方式中的任一种进行构造，包括例如构造为支撑或非支撑膜或者构造为纤维结构，例如中空圆柱形纤维块或者织造或非织造纤维片，其可以是缠绕的或褶状的。过滤介质可以由多种材料中的任一种形成，包括例如天然或合成聚合物和玻璃或其它陶瓷纤维，并且可以具有多种流体处理特性，包括例如亚微米范围、微米范围内或更粗糙的标称去除等级。对于许多实施例，标称去除等级可以小于大约25微米。在所示的实施例中，过滤介质可以包括支撑在多孔聚合物基底上的玻璃纤维基质，并且可以具有大约10微米或更小（如大约一微米或更小）的标称去除等级。

主要过滤组件24的端盖44、45可以以多种方式中的任一种粘接到中空过滤器40的相对端部，并且可以以各种方式进行构造。例如，一个或两个端盖44、45可以是具有中心开口的敞开端盖。中心开口的直径可以与穿孔芯部30的外径和可重复使用的芯部组件23的座部35、36的外径相对应，从而允许可移除的主要过滤组件24沿着可重复使用的芯部组件23的外部轴向地滑动。当主要过滤组件24安装到可重复使用的芯部组件23时，端盖44、45可以沿轴向间隔开与座部35、36之间的轴向距离类似的距离，并且可以例如通过安装在端盖44、45的中心开口中的O形环而密封到座部35、36。

因为主要过滤组件24能够与可重复使用的芯部组件23分开并且不包括该可重复使用的芯部组件23，所以主要过滤组件24重量轻，并且更换主要过滤组件24将产生较少的废弃物。另外，对于大多数实施例，主要过滤组件可以包括一次性过滤组件，即基本上不具有金属成分的过滤组件。例如，除了过滤介质的玻璃纤维基质之外，过滤器事实上可以整个由聚合物材料构成，端盖事实上可以整个由聚合物材料构成，O形环事实上可以整个由弹性体材料构成。在没有任何金属成分的情况下，一次性过滤组件甚至可以更轻，并且可以容易地焚烧。

美国专利No.5,252,207、No.5,476,585和No.5,543,047中可进一步描述之前所述的可重复使用的芯部组件和可更换的主要过滤组件的许多特征。另外，外壳组件、可重复使用的芯部组件和主要过滤组件的许多部件可以是导电的，以偏移任何电气不平衡并且减少可能由流体流过过滤装置所引起的放电，如例如美国专利No.7,128,835中所公开的。

旁通组件25能够至少部分地在芯部组件23的内部32中可移除地安装到可重复使用的芯部组件23。例如，在图1的实施例中，辅助过滤组件27可以整个定位在可重复使用的芯部组件23内，并且在出口端部34附近靠着芯部组件23密封。旁通阀26可以部分地定位在芯部组件23的内部32中，并且可以通过螺纹或螺栓在相对端部33附近可移除地密封到芯部组件23。旁通阀26的其余部分可以延伸超过芯部组件23，而例如延伸到芯部组件23和外壳组件11的覆盖件21之间的空间中。或者，旁通阀能够整个在芯部组件内可移除地安装到芯部组件，使得整个旁通组件能够可移除地安装在可重复使用的芯部组件的内部中。

旁通阀可以是可重复使用的，并且可以以许多方式构造，以便在主要过滤组件变得过度淤塞时和/或在穿过主要过滤组件的流动变得不充分时提供围绕主要过滤组件的旁通流动路径。例如，旁通阀26可以包括静止阀本体50以及可动阀构件51或者靠着阀本体50被弹簧52偏压在闭合位置的提升阀芯。弹簧52的力可以选择成将可动阀构件51保持在闭合位置，直到主要过滤组件24变得淤塞而使得主要过滤组件24两侧的压差迫使阀构件51抵抗弹簧52的力而离开阀本体50。然后，旁通阀26处于打开位置，并且未过滤的流体可以围绕或绕过主要过滤组件24而流入芯部组件23的内部32。

阀本体和可动阀构件可以以各种方式进行构造。例如，在图1所示的实施例中，阀本体50可以包括静止外部套筒53，该静止外部套筒被封闭端部部件54在外部套筒53的上游端部处将端部封闭。外部套筒53的下游端部可以是敞开的。外部套筒53可以例如通过螺纹或螺钉可移除地密封到可重复使用的芯部组件23，如密封到更靠近覆盖件21的座部部件35。可动阀构件51可以包括可动内部套筒55，该可动内部套筒55靠着静止外部套筒53可滑动地密封并且具有相对的敞开端部。在闭合位置中，可滑动内部套筒55的一个敞开端部可以通过弹簧52的力而靠着封闭端部部件54密封。内部套筒55的另一个端部和外部套筒53的下游端部可以通向芯部组件23的内部32。外部套筒53中在封闭端部部件54附近的开口56允许覆盖件21下方空间中的未过滤的流体靠在可动内部套筒55的外侧上。在与主要过滤组件24的不适当淤塞相对应的预定压差下和/或在不足量的流体流过淤塞的主要过滤组件24的情况下，未过滤的流体迫使可动阀构件51（如可动内部套筒55）离开静止阀本体50（如封闭端部部件54），从而打开旁通阀26。

辅助过滤组件27可以定位在外壳组件11的内部14，处于旁通阀26打开时导致的未过滤的流体的旁通流动中。例如，在图1所示的实施例中，辅助过滤组件27可以在旁通阀26的下游在芯部组件23的内部32定位在未过滤的流体的旁通流动中。

辅助过滤组件27可以以多种方式中的任一种进行构造。例如，辅助过滤组件27的轴向长度可以比主要过滤组件24或可重复使用的芯部组件23的轴向长度短。另外，辅助过滤组件27的外径可以小于可重复使用的芯部组件23的内径，从而在可重复使用的芯部组件23的内部表面和辅助过滤组件27的外部之间提供环形空间。辅助过滤组件27可以包括具有可渗透过滤介质、外部表面、内部和相对端部的中空过滤器60以及密封到中空过滤器60的每个端部的端盖61、62。靠近旁通阀26的端盖61可以是封闭端盖，而中空过滤器60的另一端上的端盖62可以是敞开端盖。敞开端盖62可以通过衬垫密封到可重复使用的芯部组件23（例如密封到更靠近集管22的座部部件36）或者密封到外壳组件（例如密封到）集管。或者，辅助过滤组件和可重复使用的芯部组件或外壳组件可以以其它方式彼此密封，包括例如具有或不具有密封的螺纹连接，例如O形环。

中空过滤器和辅助过滤组件的端盖可以与主要过滤组件的类似。例如，主要和辅助过滤组件均可以是一次性过滤组件。然而，对于大多数实施例，辅助过滤组件27可以包括例如在更换主要过滤组件24时可以进行清洁和重新安装的可重复使用的过滤组件。例如，辅助过滤组件27的端盖61、62可以由金属材料形成，和/或过滤介质可以包括褶状的或非褶状的多孔金属介质，包括例如由金属筛网形成的多孔金属介质。其它多孔金属介质包括可得自美国纽约的Pall Corporationof Port Washington的

金属介质、

金属介质和金属介质。具有多孔金属介质允许辅助过滤组件27通过例如高温和/或强力清洁液而被彻底地清洁，并且能够在许多一次性主要过滤组件的整个使用寿命内重复使用。另外，辅助过滤组件27可以用作安全过滤器（last chance filter），以保护过滤器系统的在辅助过滤组件下游的部件不发生断裂或者辅助过滤组件上游的部件不发生重大损伤，这些部件包括例如主要过滤组件和旁通阀。对于本发明的许多但不是全部实施例，辅助过滤组件27的过滤介质可以比主要过滤组件24的过滤介质粗糙。例如，辅助过滤组件的过滤介质的标称去除等级可以在微米范围内或更粗糙。对于一些实施例，标称去除等级可以为大约25微米或更大，如大约50微米或更大。于是，辅助过滤组件的去除等级可以足够粗糙以确保流过过滤装置的足够的未过滤的流体在旁通阀打开之后继续延长的时间段，但是足够精细以去除大的杂质颗粒，否则该大的杂质颗粒可能会损伤过滤设备为组成部件的流体系统。

辅助过滤组件27可以机械地连接到旁通阀26。这种机械连接与辅助过滤组件和旁通阀借助芯部组件的任何机械联接无关。通过与可重复使用的芯部组件无关地机械连接辅助过滤组件和旁通阀，两个组成部件可以快速地且容易地从可重复使用的芯部组件移除、进行检查和清洁，以及同时进行重新安装，从而减小了流体系统可能不处于服务状态的时间量。

辅助过滤组件和旁通阀能够以各种方式可移除地或永久性地机械连接。例如，延伸穿过芯部的内部的机械联结结构可以机械地连接辅助过滤组件和旁通阀，并且该机械联结结构可以以多种方式进行构造。例如，机械联结结构可以被构造为当辅助过滤组件和旁通阀中的一个从芯部组件移除时，简单地将另一个从芯部组件的内部拉出。于是，对于一些实施例，机械联结结构可以包括在旁通阀和辅助过滤组件之间延伸穿过芯部组件的内部的链。当从芯部组件卸载（如拧下）和移除旁通阀时，该链可以拉动辅助过滤组件以及旁通阀，首先从芯部组件或外壳组件开启辅助过滤组件，然后从芯部组件的内部拉动辅助过滤组件。或者，机械联结结构可以被构造为当辅助过滤组件和旁通阀中的一个移除和重新安装时，将另一个拉出芯部组件的内部以及将另一个推入芯部组件的内部。例如，于是，机械联结结构可以包括在旁通阀和辅助过滤组件之间延伸穿过芯部组件的内部的杆。当从芯部组件移除旁通阀时，该杆可以首先开启辅助过滤组件，然后从芯部组件的内部拉动辅助过滤组件。当旁通组件重新安装在芯部组件中时，辅助过滤组件可以被杆推入芯部组件的内部，然后密封到芯部组件，或者在旁通阀安装（如螺纹连接）到芯部组件上时密封到外壳组件。

在图1所示的实施例中，机械联结结构63可以包括大致T形的联结元件，如图2所示。联结元件63可以包括杆64，该杆能够在联结元件63的一个端部处通过螺母65可移除地附接到辅助过滤组件27的封闭端盖61。或者，该杆可以永久性地附接到封闭端盖。在联结元件63的另一个端部处，从杆64垂直地延伸的横向部件66可以永久性地或可移除地配合到旁通阀26，如配合到静止外部套筒53敞开端部。横向部件66可以以各种方式构造为允许未过滤的流体流过旁通阀26，通过横向部件66而流到辅助过滤组件27。

在操作中，未过滤的流体可以经由外壳组件11中的入口15而引入到过滤设备10中，沿着外壳组件11的内部14中的流动路径，穿过过滤装置12，在该处流体可以被过滤。例如，未过滤的流体可以被引入到集管22中的入口15中，沿着集管22中的入口通道，而到壳体20和过滤装置12之间的环形空间以及覆盖件21和过滤装置12之间的空间。在旁通阀26处于闭合位置的情况下，未过滤的流体然后从外到内穿过主要过滤装置24的过滤器40，在该处过滤介质从未过滤的流体中去除杂质。

然后，过滤的流体可以沿着流体流动路径从过滤装置12引导至外壳组件11中的出口16，并且从过滤设备10引导出去。例如，过滤的流体可以从主要过滤组件24穿过穿孔芯部30并且进入可重复使用的芯部组件23的内部32。在图1所示的实施例中，过滤的流体然后可以穿过辅助过滤组件27，如从外到内穿过过滤器60而进入辅助过滤组件27的内部。因为辅助过滤组件27的过滤介质比主要过滤组件24的过滤介质粗糙，所以过滤的流体容易穿过辅助过滤组件27并且辅助过滤组件27在很大程度上保持不被淤塞。过滤的流体可以从辅助过滤组件27的内部穿过辅助过滤组件27的出口（如敞开端盖62），穿过可重复使用的芯部组件23的出口（如靠近集管22的敞开座部部件36），并且沿着集管22中的出口通道到达外壳组件11中的出口16。

在主要过滤组件24变得充分地淤塞之后，或者在冷启动期间，主要过滤组件24两侧的压差可能变得不适当地大和/或流过主要过滤组件24的流体可能变得不足够小。在这个预定压差下，旁通阀26可以抵抗弹簧52的力而打开，未过滤的流体可以围绕或绕过主要过滤组件24流动，从而从覆盖件21和过滤装置12之间的空间流过打开的旁通阀26并且进入可重复使用的芯部组件23的内部32。然后，未过滤的流体可以穿过辅助过滤组件27，如从外到内穿过过滤器60，在该处，过滤介质（如较粗糙的过滤介质）可以在延长的时间段内去除至少较大的杂质，否则该较大的杂质可能损坏流体系统的在过滤装置12下游的组成部件。过滤的流体可以从辅助过滤组件27的内部被引导至外壳组件11的出口16并且从过滤设备10被引导出去。

在一段时间之后，过滤设备11可以临时停止使用，并且可以快速且容易地更换主要过滤组件24。例如，可以从壳体20移除覆盖件21，或者可以从集管22移除具有覆盖件21的壳体20，以允许触及过滤装置12。然后，淤塞的主要过滤组件24可以沿着穿孔芯部30的外部表面31从可重复使用的芯部组件23轴向地滑落。主要过滤组件24可以沿着可重复使用的芯部组件23的外部表面31在第一位置和第二位置之间移动。在第一位置中，主要过滤组件24的端盖44、45可以靠着可重复使用的芯部组件23的端部（如座部35、36）进行密封，并且主要过滤组件24的内部表面41（如过滤器40的内部表面41）可以紧邻可重复使用的芯部组件23的外部表面31（如穿孔芯部30的外部表面31）。在第二位置中，可以从可重复使用的芯部组件23移除主要过滤组件24。然后，新的主要过滤组件24可以沿着芯部30的外表面31轴向地滑到可重复使用的芯部组件23上，直到主要过滤组件24的端盖44、45靠着可重复使用的芯部组件23的座部35、36密封。

无论何时更换主要过滤组件24，或者在其它维护间隔期间，还可以移除和检查旁通组件25。例如，可以从可重复使用的芯部组件23移除（如拧下）旁通阀26，并且从可重复使用的芯部组件的内部32拉动该旁通阀26，同时从芯部组件23的内部32拉动所有的旁通阀26、机械联结结构63（如联结元件）和辅助过滤组件27。旁通组件25可以沿着可重复使用的芯部组件23的内部32（如芯部30的内部32）在第一位置和第二位置之间移动。在第一位置中，旁通组件25的至少一部分（如辅助过滤组件27、机械联结结构63和旁通阀26的一部分）可以处于可重复使用的芯部组件23的内部32（如穿孔芯部30的内部32）中。在第二位置中，可以从可用的芯部组件23移除旁通组件25。如果辅助过滤组件为一次性过滤组件，那么其可以在机械联结结构的端部处进行更换。然而，对于许多实施例，辅助过滤组件27可以是可重复使用的过滤组件，并且可以检查和清洁辅助过滤组件27以及旁通阀26。然后，清洁的或更新的旁通组件25可以重新安装在可重复使用的芯部组件23的内部32中。例如，旁通组件26可以插入到芯部组件23的内部32中，其中辅助过滤组件27的敞开端盖62面向集管22。随着旁通阀26插入到芯部组件23中且安装（如螺纹连接）到芯部组件23，辅助过滤组件27的敞开端盖62可以被迫通过机械联结结构63（如联结元件）而与芯部组件23或外壳组件11密封接合。在重新安装了主要和辅助过滤组件的情况下，过滤设备10可以恢复使用。

虽然参考若干实施例描述和/或图示了本发明的多个方面，但是本发明并不限于这些实施例。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，这些实施例的一个或多个特征可以去除或进行修改，或者一个实施例的一个或多个特征可以与另一个实施例的一个或多个特征组合。甚至具有极为不同的特征的实施例也可以处于本发明的范围内。

例如，可以去除机械联结结构，并且通过例如螺纹、螺栓或焊接永久性地或可移除地直接连接旁通阀和辅助过滤组件，旁通阀可以机械地连接到辅助过滤组件。作为另外一种选择或除此之外，旁通组件可以被构造为辅助过滤组件在旁通流体流动路径中定位在旁通阀的上游。图3中所示的过滤装置12的实施例是可以具有这些特征中一个或两个的许多实例中的一个。图3中所示的过滤装置12的许多组成部件可以与图1中所示的过滤装置12的组成部件类似，并且类似的组成部件采用相同的附图标记。

在图3的实施例中，主要过滤组件24能够再次围绕穿孔芯部30的外部31可移除地安装到可重复使用的芯部组件23，并且旁通组件25能够至少部分地在芯部组件23的内部32中再次可移除地安装到可重复使用的芯部组件23。例如，更靠近覆盖件（未示出）的座部部件35可以螺纹连接或螺栓连接到旁通组件26（如旁通阀26）。然而，旁通组件25可以包括旁通阀26，该旁通阀26永久性地或可移除地直接机械连接到辅助过滤组件27。另外，辅助过滤组件27可以在旁通流动路径中定位在旁通阀26的上游。例如，辅助过滤组件27可以至少部分地定位在覆盖件和过滤装置12之间的空间中，其中辅助过滤组件27的封闭端盖61面向覆盖件。辅助过滤组件27的敞开端盖62可以例如在静止阀本体50（如静止外部套筒53）处永久性地或可移除地直接机械连接到旁通阀26。静止阀本体50（如静止外部套筒53）可以敞开端部，该敞开端部与辅助过滤组件27的敞开端盖62流体连通。静止阀本体50（如静止外部套筒53）还可以包括与阀本体50的敞开端部沿轴向间隔开的侧开口70。可动阀构件51（如可动内部套筒55）可以通过封闭端部部件71在静止阀本体50的敞开端部附近将端部封闭。可动阀构件51（如可动内部套筒55）的封闭端部部件71可以在静止阀本体50的敞开端部和侧开口71之间通过弹簧52的力靠着静止阀本体50（如静止外部套筒53）进行密封。

图3的实施例以与之前所述的图1的实施例相同的方式进行操作。然而，当旁通阀26闭合且未过滤的流体经由入口（未示出）进入过滤器外壳（未示出）的内部时，未过滤的流体穿过壳体（未示出）和过滤装置12之间的环形空间以及覆盖件下方的空间，然后从外到内穿过辅助过滤组件27，从而以过滤的流体填充辅助过滤组件27的内部。在旁通阀26处于闭合位置的情况下，辅助过滤组件27中的流体保持在辅助过滤组件27内部，而未过滤的流体穿过主要过滤组件24。

当主要过滤组件24变得重复淤塞，或者在冷启动期间，包括封闭端部部件71的可动阀构件51（如可动内部套筒55）沿轴向移动，从而打开旁通阀26。然后，未过滤的流体通过第一流动围绕或绕过主要过滤组件24流过辅助过滤组件27，在该处该流体被过滤。例如，未过滤的流体可以从覆盖件下方的空间从外到内流过辅助过滤组件27的过滤器60，在该处，中空过滤器60的过滤介质过滤流体。过滤的流体从辅助过滤组件27的内部流过辅助过滤组件27的敞开端盖62并且流过打开的旁通阀26（如静止外部套筒55的敞开端部和侧开口70），进入可重复使用的芯部组件23的内部32，然后流到外壳组件的出口（未示出）。

在图3的实施例中更换主要过滤组件24与在图1的实施例中更换主要过滤组件24类似。对辅助过滤组件27的维护可以是不同的或者可以是相同的。例如，在图3的实施例中，在移除了覆盖件或具有覆盖件的壳体的情况下，可以立即触及辅助过滤组件27的外部。因此，在不从可重复使用的芯部组件27移除旁通组件25的情况下可以清洁或更换辅助过滤组件27。旁通阀26可以不用太频繁地从可重复使用的芯部组件的内部32移除、进行检查和清洁，原因是其通常没有暴露于未过滤的流体。

在本发明的范围内的实施例的另一个实例中，过滤装置可以包括辅助过滤器，该辅助过滤器布置成引导流体的旁通流动从内到外穿过辅助过滤器元件。例如，旁通组件可以包括旁通阀和辅助过滤组件，该辅助过滤组件在旁通流体流动路径中定位在旁通阀的下游。然而，辅助过滤组件的敞开端盖可以密封到旁通阀的敞开下游端部（如静止外部套筒的敞开下游端部）。当旁通阀打开时，未过滤的流体穿过旁通阀，然后通过敞开端盖直接进入辅助过滤组件的内部。未过滤的流体从辅助过滤组件的内部从内到外穿过中空过滤器的过滤介质（如较粗糙的介质和/或多孔金属介质），在该处流体被过滤。然后，过滤的流体进入可重复使用的芯部组件的内部并且经由出口离开过滤设备。

该实施例的旁通阀和辅助过滤组件可以以各种方式机械地连接。例如，它们可以通过机械联结结构进行连接。例如，杆可以从辅助过滤组件的封闭端盖延伸至旁通阀的封闭端部部件，穿过辅助过滤组件和旁通阀的内部。例如，杆的一个端部可以例如通过螺纹或焊接永久性地或可移除地连接到封闭端盖。杆的另一个端部可以通过螺纹连接。杆的螺纹端部可以插入到旁通阀的内部中，穿过旁通阀的敞开下游端部，并且通过螺纹连接到旁通阀的封闭端部部件中的匹配螺纹，从而将辅助过滤组件的敞开端盖连结到旁通阀的敞开下游端部。旁通阀的敞开下游端部和辅助过滤组件的敞开端盖之间的密封件（如衬垫）可以将这两个部件彼此密封。或者，旁通阀和辅助过滤组件可以彼此直接机械地连接。例如，辅助过滤组件的端盖和旁通阀的敞开端部可以被构造为具有螺纹连接或者具有配合和匹配龙头。

本文所引用的所有参考文献，包括公开、专利申请和专利，通过参考并入本文，就像每篇参考文献单独地且具体地通过参考而并入且其全文列在本文中。

在描述本发明的内容中（尤其是在以下权利要求的内容中）使用术语“一”和“该”以及类似表达被认为是覆盖单数和复数形式，除非文中另有说明或者明显与内容相矛盾。术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”被认为是开放性的术语（即意思是“包括但不限于”），除非另有说明。本文中数值范围的描述仅仅是用作单独参考落在范围内的每个单独值的简化方法，除非本文另外指明，并且每个单独的值并入到说明中就像其在本文中被单独引用。本文所述的所有方法可以以任何合适的顺序进行，除非本文另外指明，或者明显与内容矛盾。本文所提供的任何和所有实例或示例性语言（如“例如”）的使用仅仅只是为了更好地阐明本发明，并且不是对本发明的范围的限制，除非另外指明。说明书中的语言不应当被认为是表明任何未提及的元件对本发明的实施是必要的。

本文已经描述了本发明的若干实施例，并且在阅读前述说明的情况下进一步的变化对本领域普通技术人员而言是明显的。发明人期望技术人员适当地采用这样的变化，并且发明人期望以除了本文具体描述以外的方式来实施本发明。因此，本发明包括法律所允许的所附权利要求中引用的主题的所有变化、修改和等效。此外，上述元件在其所有可能变化中的任何组合都被本发明所涵盖，除非本文另外指明，或者明显与内容矛盾。

Claims (15)

1.一种过滤装置，其包括：

可重复使用的芯部组件，所述可重复使用的芯部组件具有轴线以及第一端部和第二端部，并且包括中空穿孔芯部，所述中空穿孔芯部具有外部表面和内部；

第一过滤组件，所述第一过滤组件围绕所述可重复使用的芯部组件可移除地安装在所述芯部的所述外部表面上，其中所述第一过滤组件包括具有过滤介质、内表面和相对端部的中空过滤器以及所述过滤器的每个端部处的端盖，所述第一过滤组件能够沿着所述芯部的所述外部表面在第一位置和第二位置之间轴向地移动，在所述第一位置中，所述第一过滤组件的所述端盖密封到所述可重复使用的芯部组件的端部并且所述第一过滤组件的所述内部表面紧邻所述芯部的所述外部表面，在所述第二位置中，所述第一过滤组件从所述可重复使用的芯部组件移除；以及

旁通组件，所述旁通组件至少部分地定位在所述可重复使用的芯部组件的所述芯部的所述内部，其中所述旁通组件包括旁通阀和机械地连接到所述旁通阀的第二过滤组件，所述旁通组件能够沿着所述芯部的所述内部在第一位置和第二位置之间轴向地移动，在所述第一位置中，所述旁通组件的至少一部分处于所述芯部的所述内部中，在所述第二位置中，所述旁通组件从所述可重复使用的芯部组件移除。

2.根据权利要求1所述的过滤装置，其中所述第二过滤组件的过滤介质比所述第一过滤组件的过滤介质粗糙。

3.根据权利要求1或2所述的过滤装置，其中所述可重复使用的芯部组件的所述第一端部和所述第二端部包括安装到所述穿孔芯部的端部部件，每个端部部件具有座部，并且其中所述第一过滤组件的所述端盖密封到所述可重复使用的芯部组件的所述座部。

4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤装置，其中所述第一过滤组件包括基本上不具有金属成分的一次性过滤组件。

5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤装置，其中所述旁通组件安装到所述可重复使用的芯部组件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤装置，其中所述旁通组件还包括机械联结结构，所述机械联结结构机械地连接所述旁通阀和所述第二过滤组件。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的过滤装置，其中所述旁通阀和所述第二过滤组件彼此直接机械连接。

8.根据前述权利要求中任一项所述的过滤装置，其中所述旁通阀包括静止外部套筒、定位在所述静止外部套筒内的可动内部套筒以及将所述可动内部套筒朝向闭合位置偏压的弹簧。

9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤装置，其中所述旁通阀可移除地安装到所述可重复使用的芯部组件。

10.一种过滤设备，其包括：

过滤装置，所述过滤装置包括可重复使用的芯部组件、第一过滤组件和旁通组件，其中所述可重复使用的芯部组件包括轴线、中空穿孔芯部以及第一座部和第二座部，所述芯部具有外部表面、内部和相对端部，并且所述座部定位在所述芯部的端部处，其中所述第一过滤组件围绕所述可重复使用的芯部组件可移除地安装在所述芯部的所述外部表面上，并且包括具有过滤介质、内部表面和相对端部的中空过滤器以及安装到所述过滤器的端部处的第一端盖和第二端盖，所述第一过滤组件能够沿着所述芯部的所述外部表面在第一位置和第二位置之间轴向地移动，在所述第一位置中，所述第一过滤组件的所述端盖密封到所述可重复使用的芯部组件的所述座部并且所述第一过滤组件的所述内部表面紧邻所述芯部的所述外部表面，在所述第二位置中，所述第一过滤组件从所述可重复使用的芯部组件移除，并且其中所述旁通组件至少部分地在所述芯部的所述内部中安装到所述可重复使用的芯部组件，并且包括旁通阀和机械地连接到所述旁通阀的第二过滤组件，所述旁通组件能够沿着所述芯部的所述内部在第一位置和第二位置之间轴向地移动，在所述第一位置中，所述旁通组件的至少一部分处于所述芯部的所述内部中，在所述第二位置中，所述旁通组件从所述可重复使用的芯部组件移除，以及

外壳组件，所述外壳组件具有内部、入口和出口，所述入口和所述出口限定了穿过所述外壳组件的所述内部的流体流动路径，其中所述过滤装置在所述流体流动路径中设置在所述外壳组件的所述内部中，并且所述可重复使用的芯部组件安装到所述外壳组件。

11.根据权利要求10所述的过滤设备，其中所述第二过滤组件的过滤介质比所述第一过滤组件的过滤介质粗糙。

12.根据权利要求10或11所述的过滤设备，其中所述外壳组件包括具有所述入口和所述出口的集管。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的过滤设备，其中所述外壳组件还包括壳体，所述壳体可移除地安装到所述集管并且围绕所述过滤装置。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的过滤设备，其中所述旁通组件还包括机械联结结构，所述机械联结结构机械地连接所述旁通阀和所述第二过滤组件。

15.根据权利要求10-13中任一项所述的过滤设备，其中所述旁通阀和所述第二过滤组件彼此直接机械连接。

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