CN102935305A - 可更换流体滤筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可更换流体滤筒。在本设计理念的一实施例中，用塑料铸造外壳，且在外部在邻接外壳开口端的外壳圆柱形外表面上车螺纹。使用外壳的螺纹表面依次将外壳和流体过滤器组件连接到头部。该种外壳构造成使其作为一次性流体过滤组件的一部分，与旋转配合类型的过滤系统一起使用。因此，构造模制的塑料外壳在本领域进展状态下将是一项进步，但需要将其构造成可接受可更换的流体滤筒。与可更换滤筒接受性相关的是外壳不能接受作为一次性单次使用系统一部分的旋转配合类型的过滤器。在此公开的流体过滤器构造通过设计新颖且非显而易见的流体过滤器端板、同时对外壳上部暴露边缘进行相应的改变可提供此能力，其中外壳上部暴露边缘限定外壳的开口端。

Description

可更换流体滤筒

本申请是申请号为200680040804.8、申请日为2006年8月16日、发明名称为“具有开放流动的可更换滤筒的流体过滤器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明通常涉及包含塑料外壳和可更换流体滤筒的流体过滤器。更具体的，本发明涉及外壳的构造，使其在适宜的功能方面，只接受协同构造的可更换流体滤筒。

背景技术

流体过滤器构造领域新兴的一项技术是扩大模制塑料外壳和流体传输头部之间的螺纹连接界面，同时省去典型的或传统的螺帽。在本设计理念的一个实施例中，用塑料铸造外壳，并且在外部在邻接外壳开口端的外壳圆柱形外表面上车螺纹。使用外壳的该螺纹表面依次将外壳和流体过滤器组件连接到头部。该种外壳构造成使其作为一次性流体过滤组件的一部分，与旋转配合类型的过滤系统一起使用。

上述种类过滤系统的一些终端用户可享受可更换流体滤筒的优点。因此，通常如上所述，构造模制的塑料外壳在本领域进展状态下将是一项进步，但需要将其构造成可接受可更换的流体滤筒。与可更换滤筒接受性相关的是外壳不能接受作为一次性单次使用系统一部分的旋转配合类型的过滤器。在此公开的流体过滤器构造通过设计新颖且非显而易见的流体过滤器端板、同时对外壳的上部暴露边缘进行相应的改变可提供此能力，其中外壳的上部暴露边缘限定外壳的开口端。

发明内容

根据本发明的一个实施例，处理循环流体的流体过滤器组件包含外壳、安装在外壳内的流体滤筒和结构界面。外壳包括限定内部空间的侧壁以及处于外壳一端部处的进口，侧壁包括邻接进口的暴露边缘。经由进口将流体滤筒插入内部空间内而将其安装在外壳内；流体滤筒包括过滤介质元件和连接到过滤介质元件一端的端板。结构界面构造成将流体滤筒的轴向深度固定在外壳内，结构界面包括若干构造成外壳上部暴露边缘一部分的第一结构和若干构造成端板一部分的第二结构，构造并设置第一结构和第二结构，使它们相互紧配合，以固定插入外壳内的流体滤筒的轴向深度。

本发明的一个目的在于提供改进的流体过滤器组件。

通过以下描述可明了本发明的相关目的和优势。

附图说明

图1是根据本发明典型实施例的流体过滤器组件的前视图；

图2是图1中流体过滤器组件全断面的侧视图；

图3是图1中流体过滤器组件全断面的前视图；

图4是图1中流体过滤器组件的分解视图；

图5是构成图1中流体过滤器组件一部分的流体滤筒的前视图；

图6是构成图1中流体过滤器组件一部分的模制塑料外壳的前视图；

图6A是由图6外壳限定的一个槽形的部分放大细节图；

图6B是由图6外壳限定的第二槽形的部分放大细节图；

图7是图6中外壳的侧视图；

图8是图6中外壳的透视图；

图9是构成图5流体滤筒一部分的模制塑料端板的顶部平面视图；

图10是图9中端板的前视图；

图11是图9中端板的透视图；

图12是从图6外壳移除图5流体滤筒的过程的透视图；

图13是流体过滤器组件的部分透视图，示出进入流体的流体余隙空间。

具体实施方式

为便于理解本发明原理的目的本，现在将参照附图所示的实施例并用特定的语言对附图所示的实施例进行描述。但是应该理解，在此并不意旨限制本发明的范围，对于本领域的技术人员来说通常会对本发明所示装置进行相关的变动和进一步变型，并且对发明原理进行预期的进一步应用，上述都落入本发明的范围。

参照图1至图5，示出流体过滤器组件20，其构造并设置成用于螺纹连接到流体传输安装头部(未示出)。流体过滤器组件20包括整体模制塑料外壳21和协同运作的流体滤筒22。流体滤筒22(见图5)包括一通常圆柱形的过滤介质元件或过滤器介质包23以及整体模制的塑料端板24，其通过例如粘合剂粘接以附连到过滤器介质包23的上端。

参照图6至图8，示出塑料外壳21的细节。通常圆柱形的壳体27包括限定开口端29的环形侧壁28。塑料外壳还包括与圆柱形壳体27整合在一起的封闭底座30。虽然将底座30描述为“封闭的”，但其有两个限定的孔31和32(见图3)。这两个限定的孔为流体过滤器组件20提供判断燃料含水率(WIF)(31)和排水(32)能力。附加的插口35适于单向移除的特征。环形侧壁28的内表面33包括均匀间隔开的系列结构肋条34。肋条34整体模制为外壳21的一部分，并为外壳21提供结构支撑和刚度，并试图制止使用非标准的过滤介质，诸如作为一次性流体过滤器组件一部分的单次使用的旋转配合过滤器类型。应注意到的一个未真正示出的特征为从这些内部肋条34上消除任意类型的肋条横档或搁板，此肋条横档或搁板可用于支撑如上所述特定构造的过滤器元件(旋转配合，单次使用型)。消除任意类型的肋条横档或搁板和轴向延伸肋条34可为外壳21提供提及的结构支撑，并消除否则可能控制所安装的流体滤筒轴向深度的任意支撑结构。外壳21的该结构设计变动反过来可能要求使用开口端29，以控制任意流体过滤器或过滤器介质包插入外壳21内的深度。

邻接开口端29上边缘38的侧壁28的外表面37构造和设置成具有一系列的模制螺纹39，以用于将流体过滤组件20牢固地附连到流体管道头(未示出)。进一步的，与封闭底座30协同运作的侧壁28为外壳21限定了一通常圆柱形的内部空间，外壳21构造和设置成可以接收流体滤筒22。有助于限定开口端29的上边缘38可认为是暴露的或自由边缘，开口端29构成外壳的进口，注意到外壳的相对端包括封闭底座30。应注意到，通过将流体滤筒由此进口插入内部空间，可将流体滤筒22安装在外壳21内。

外壳21代表模制塑料外壳的类型，不与“螺帽”一起使用，而该“组件”术语可以理解为常规的流体过滤器术语的一部分。根据外壳21外径尺寸的系列扩大外部螺纹39要求独特的或特定的头部设计，以便从可以用于头部连接的头部结构转变为螺帽。将外壳21构造和设置成可以抵制或阻止旋转配合类型过滤器的插入。根据普遍接受的术语，对旋转配合单次使用的过滤器的理解为，可认为全部的流体过滤器组件在单次使用周期后被丢弃。从结构上说，与设计为多次使用的外壳所需的稍厚的壁厚度相比，单次使用的过滤器组件的壁厚度可稍薄一些，多次使用的外壳可与可更换流体过滤筒重复使用，如本发明中所述。如果两种类型的流体过滤器组件使用相同的基本外壳形状，就可实现一次性和多次使用的多种设计变动。

参照相同的基本外壳形状意味着外部的尺寸和形状大致相同，不管预期的最终用途为旋转配合、一次性流体过滤器组件的一部分，还是包括可更换滤筒的流体过滤器组件的一部分。然而根据最终的外壳构造，这两种过滤器组件存在差异。虽然两种过滤器组件的基本外壳形状会有些相似，根据特定的使用特定外壳的过滤器组件类型，外壳内部模制的内芯尺寸和形状是不同的。

由于一些外壳的设计存在差异，旋转配合的一次性类型外壳不需要任何凹口或槽，如图6、6A和6B所示，而可更换的滤筒类型需要这些凹口。对于旋转配合的一次性类型，使用径向横档作为外壳内部上的结构肋条的一部分，以固定流体过滤器元件，并将其轴向高度下降到外壳内部。由于可更换滤筒类型的轴向深度、定位受到端板结构和其与间隔系列的六个凹口或槽42和43的互相紧配合的控制，可更换滤筒类型不使用任何径向横档。当将径向横档模制为整体塑料外壳的一部分时，将外壳的内部空间描述为包含内部支座横档。这是支撑或者另外定位所安装的流体过滤器元件的下部，以保持该元件插入外壳内适当的轴向深度。当不将向内延伸的径向肋条横档模制为外壳内部的一部分时，那么此时外壳内部空间描述为“开放”的。

如果选择旋转配合、一次性流体过滤器组件，外壳模制处理的内芯直径在尺寸上增大，从而获得比可更换流体滤筒型所需的增加的壁厚较薄的壁。壁厚的该差异确保两种类型的流体过滤器组件的外壳的全部外部尺寸和形状是大致相同的。简单的事实为，当将流体过滤器组件设计为单次使用、一次性组件时，外壳厚度不必要像多次使用时的外壳厚度一样大。在模制处理中通过改变插入芯的直径大小可改变壁厚。由于可将两种类型外壳间的这些制造差异整合到同一生产线，这就提高了生产效率。虽然这些效率是重要的同时使用同一基本类型的外壳的能力是重要的，但是本发明重点关注可更换流体滤筒的设计以及滤筒和外壳协作的方式，正如在此描述的。

使用与可更换滤筒类型过滤器元件一起使用的流体过滤器组件提供多种特点，与一次性、单次使用的流体过滤器组件相比，一些终端用户更喜欢这些优点，将其视为优势。例如，当重复使用外壳时，存在较少量的相关废料，并降低维修间隔成本。使用可更换流体滤筒通过简单地拉出使用过的流体滤筒，并在外壳的内部空间内插入新的流体滤筒，因而可以容易地改变(替换)流体滤筒。

为了将外壳21构造成根据在此阐述的使其与可更换滤筒类型的流体过滤器元件一起使用，上部暴露边缘38设置有一系列的6个凹口或槽(见图6、6A和6B)。在图示的优选实施例中，将两个槽42构造和设置成具有第一形状，以及将四个槽43构造和设置成具有第二形状，其中第二形状与第一形状略有不同。在阐述的流体过滤器组件的一种设置中，这六个槽42和43围绕上部边缘38均匀设置。由于六个槽的该设置，根据可更换流体滤筒22相对于外壳的旋转，可更换流体滤筒22可安装在六个方向中的任一方向上，在此将其描述为流体滤筒22和端板24的一部分。在第二设置中，六个槽42和43之间的距离是不同的，是随机或变化的，使得流体滤筒22只可能沿一个方向插入外壳21内。转到六个槽42和43间的间距变化，需要端板24的突出物46也相应改变间距，正如所描述的。由于槽42和43之间随机的间距对大量的终端用户来说可能不具有高的优先级，本文阐述的重点在于等间距，其中凹口或槽的中心线夹角为60度，并且可更换流体滤筒22可以六个位置中的任一位置插入外壳21内。

参考图9至图11，示出塑料端板24的细节。过滤介质包23为通常的圆柱形、褶状的过滤介质结构或元件，并且塑料端板24靠粘合剂粘在过滤介质报23的暴露上端，以形成流体滤筒22。端板24是整体的模制塑料组件，其包括一由头部接受的开口的圆柱形套筒44，以便在流体流过过滤介质包23后，按特定路线传送现存的流体。一环面密封(气密)垫45围绕套筒44(见图2和3)定位，以在端板24和头部之间形成不透液的密封界面。由于外壳的螺纹车在头部上，垫45啮合头部的一表面，使垫的压缩与持续的螺纹啮合同时进行。

通过使用槽42和43和协同运作的向外延伸的径向突出物46，将流体滤筒22插入外壳22内。存在六个突出物46，其构造和设置成匹配槽42和43的间距。每个突出物46有一L形结构，其带有向外延伸的上面部分46a，轴向抵靠部分46b，和向外延伸的下面径向唇缘46c。虽然存在如上所述并将更详细描述的两种类型的槽42和43，所有的六个突出物46构造和设置成相同的尺寸和形状。每个突出物46包括凹进的侧面46d和46e(见图9)，使每个突出物46呈现向外渐缩的形状。径向唇缘46c构造和设置成具有通常水平、大致平坦的下表面46f。

正如图示和通过以上描述所理解的，侧壁28的上部边缘38限定开口端29。上部边缘38的内径表面(或在其上端部处的侧壁28)与通常圆形的开口端29的开放区域的外径相符。为保证流体滤筒22利用上部边缘38将流体滤筒22固定在外壳21内，如在在突出物46外部尖端之上或越过外部尖端测量的那样，端板24的外径尺寸超出开口端29的开放区域的外径。还应注意到越过突出物46的外部尖端的外径并未超出外壳21的外径，至少没有超出到会潜在干扰外壳21螺纹连接到头部的任意明显的地步或程度。

根据槽和突出物的数量，应注意到将流体滤筒22适当装配到外壳21内对于每个突出物46而言需要一个接收槽42或43。如果在上部边缘38内存在不接收突出物46的任意槽，那么在边缘38上的该位置处保留一缺口。如果存在不具有相应接收槽的具有合适尺寸和定位额外突出物46，在试图将滤筒22安装到外壳21内时将干扰外壳21的上部边缘38。搁置于上部边缘38顶部上的突出物46的该干扰将阻止抵靠头部适当安装流体过滤器组件。在图2和3中示出组装和将流体滤筒22正确安装在外壳21内。这种适当的安装将每个突出物46向下安置在相应的接收槽42和43之一内。构造和设置两个槽42，使其通过干涉配合牢固地捕获插入的突出物46。构造和设置其它的四个槽43，以便紧密间隙地接收配合其相应的突出物46。其它的四个槽43为流体滤筒22提供支撑。所有六个槽42和43与其接收突出物46协同运作，以设定流体滤筒22插入外壳21的所需深度。，一旦适当安装流体滤筒22，在突出物46和槽42，43之间的互相紧配合还防止流体滤筒22相对于外壳21的任何旋转。还应从各图中注意到每个突出物46，尤其是径向唇缘46c，在暴露的上部边缘38之下凹入。槽42的数量和槽43的互补数量可以从6-0到0-6间变化，所有的组合也在这些极限间。如果在物理上捕获一个或多个突出物46的方面期望增加安全性，接收槽的侧壁可以与制动肋条或隆起物的形状吻合，以便扣合。

在图6A中详细示出了槽42，以及在图6B中更加详细示出了槽43。这两幅图每一中的虚线轮廓代表所接收突出物46的部分46c的形状和适宜位置。构造和设置每个槽42，使其与接收的突出物46产生足够的紧密干涉配合，以便将流体滤筒22锚固并插入外壳21内。如图所示，在部分46c之下限定窄缝49，并且其位于槽42的下表面50和相应的突出物46的平坦下表面46f之间。余隙空间49用于接收手持工具的平端，例如螺丝起子，以便撬起相应的接收于槽42内的突出物46，以取出突出物，使其免受干涉配合(见图12)。正如所注意到的，除非选择的正确外壳21，否则无法安装流体滤筒22。

由于突出物46从端板24的外部圆形边缘51在径向相外的方向上向外延伸的设计，在每对邻接的突出物46之间确定了流体余隙空间52。见图13，为限定的余隙空间52的一个例子。这些余隙空间为将由过滤介质元件过滤的流体提供了流入到外壳21内的必要流体通道。每个余隙空间42的轮廓由上部边缘38的内表面、外部圆形边缘51以及一对邻接的突出物46限定。这六个余隙空间52为待过滤的流体提供流动路径，上述流体通过头部到达并在回流套筒44外部的端板的上方流动。考虑到流动开口(即余隙空间52)的数量和尺寸，这使流体按更快速和平稳的路线流动，提高了流体过滤和处理的效率。由于待过滤的流体流过端板的暴露表面，它到达流体余隙空间52，并流经这些空间到达环形余隙空间，此环形余隙空间由侧壁28的内表面33和过滤介质包23的外部圆柱型表面(摺状)确定，并位于二者之间。

在此描述的流体滤筒20类型在性能、简便性和成本方面为终端用户提供的几个附加利益。滤筒端板24和协同运作的外壳21消除不正确或不适当安装的流体滤筒的可能性。不具有突出物46的适当数量、类型和端板间距的滤筒不能“适宜地”安装在外壳21内。从轴向延伸的肋条34上消除肋条横档结构意味着当将流体滤筒插入外壳内时除了外壳21的侧壁28的上部边缘38之外没有任何支撑未经认可的流体滤筒的物件，并且除了外壳21的侧壁28的上部边缘38之外没有任何物件设定或控制滤筒插入的所需深度。如果试图使用上部边缘38以某些方式控制滤筒的深度，这意味着边缘不适合与头部平齐适配或位于头部内。这也阻止了衬垫的适当压缩或密封，并将导致渗漏。为了适当组装和适当配合到头部的唯一选择是使用槽42和43和作为端板一部分的具有设定数目的协作的突出物。然而协同作用的结构将意味着使用符合端板24构造的端板以及因此只有与外壳21完全一致的流体滤筒，以便与槽42和43协作。干涉配合提供的保持能力和在槽42和43内插入突出物46，意味着在组装过程中有重要的保持特点。

从滤筒22和外壳21的组合得出的另一个特点是选择增加的介质区域。通过使用端板24和上部边缘38设置滤筒22的轴向深度，滤筒的介质部分可以更长。与其它使用肋条横档进行滤筒定位的设计相比，较长的介质部分意味着更多的介质和增加的介质区域。本发明将滤筒的上部边缘提高到接近边缘38，而另一端可以更深地延伸入外壳内。

虽然在附图和前述说明中详细示出和描述了本发明，但这仅仅是示例性的且实质上是非限制性的，应理解在此仅示出和描述了优选实施例，并且落入本发明精神内的所有改变和变型也预期受到保护。

Claims (3)

1. 一种用于安装入开放外壳内的可更换流体滤筒，所述开放外壳具有限定通常圆形插入口的上部环形边缘，所述通常圆形插入口具有外径尺寸，所述可更换流体滤筒包括：

环形、褶状的过滤介质，其具有第一端和第二端并且限定了内腔；

连结到所述过滤介质的第一端的第一端板，所述第一端板包括：外围部；通向所述内腔的开口，所述开口形成被过滤流体的流体通道；邻近所述开口并且远离所述第二端地延伸的套筒；围绕所述套筒定位的环形密封垫，所述密封垫远离所述第二端地延伸并且具有矩形截面并且定位在所述套筒和围绕所述套筒的第一凸缘之间的空间内；和，从所述外围部延伸到自所述外围部向外设置的腿部末端的若干第一腿部；每个腿部包括连接到所述第一端板的外围部的沿径向向外延伸的上面部分，和与所述过滤介质交叠并且朝着所述第二端延伸的轴向抵靠部分；和

连结到所述过滤介质的第二端的第二端板。

2. 根据权利要求1所述的可更换流体滤筒，其特征在于，所述第一端板构造和设置成具有所述若干第一腿部，所述若干第一腿部具有超过所述通常圆形插入口外径尺寸的外径尺寸，所述第一凸缘从所述第一端板沿与所述套筒相同的方向凸出，且所述第一端板还包括围绕所述第一凸缘且从所述第一端板沿与所述第一凸缘相同的方向凸出的第二凸缘，和在圆周方向隔开的若干肋部，所述肋部从所述第一端板凸出并且在所述第一凸缘和第二凸缘之间延伸。

3. 根据权利要求2所述的可更换流体滤筒，其特征在于，所述套筒自所述第一端板延伸的距离大于所述第一凸缘和第二凸缘延伸的距离；所述第一凸缘和第二凸缘自所述第一端板凸出基本相同的距离；并且，所述环形密封垫延伸超过所述第一凸缘和第二凸缘的端部。

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