CN103657234A - 具有单圈螺纹端口的过滤器外壳 - Google Patents

Abstract

一种过滤器外壳，所述过滤器外壳包括由单个螺纹形成的碗状物，所述螺纹围绕端口直接冲压在所述外壳中。所述螺纹用于将排放阀或WIF传感器等辅助元件连接到所述过滤器外壳。隆起的脊在冲压工艺期间围绕所述碗状物形成，所述脊增强了围绕所述端口的所述外壳的结构完整性，并且提供了用于与所插入的辅助元件相配合的表面。

Description

具有单圈螺纹端口的过滤器外壳

技术领域

本发明描述了一种过滤器外壳以及使用所述过滤器外壳的过滤器组合件，其中所述过滤器外壳包括排放端口或传感器端口上的单圈螺纹。

背景技术

在当前的过滤器中，含水燃料（water-in-fuel）（WIF）传感器和/或排放阀等辅助元件经由波纹螺母（crimp nut）连接到过滤器外壳。波纹螺母放置在过滤器外壳中的端口内，涂敷有密封剂，并且所述波纹螺母经波纹化以将所述波纹螺母紧固到所述过滤器外壳上。所述辅助元件随后被拧入到波纹螺母中，其中在辅助元件与波纹螺母之间设有密封以防止流体泄漏。然而，波纹螺母缝隙处可能会发生流体泄漏。此外，波纹螺母带来了额外的成本，并且它需要一种通过额外的工艺附接的单独的螺纹组件。

FR2880562揭示了一种过滤器外壳，所述过滤器外壳除去了波纹螺母并且作为替代，它使用了单圈螺纹来紧固排放/净化阀。

发明内容

本发明描述了一种包括单个螺纹的改进式过滤器外壳，所述单个螺纹围绕端口直接冲压在外壳中，从而将辅助元件连接到过滤器外壳。可以使用的辅助元件取决于过滤器和过滤器外壳的具体应用，但是这些辅助元件可以包括但不限于排放阀以及WIF传感器。

所述螺纹可以是（例如）在冲压操作期间围绕端口在外壳上形成的单圈螺纹（one pitch thread），所述外壳可以由金属形成。隆起的脊在冲压工艺期间围绕端口形成于在外壳上，这增强了外壳的结构完整性，所述脊提供了与插入的辅助元件相配合的表面，并且更好地使得单个形成的螺纹被施加到所述外壳上。

在一个实施例中，适用于容纳过滤介质的过滤器外壳包括金属壳，所述金属壳具有侧壁以及连接到所述侧壁的底壁，其中所述侧壁和所述底壁界定了用于接收所述过滤介质的内部空间。所述侧壁界定了过滤器外壳的开口端，所述底壁形成了与所述开口端相对的封闭端，并且所述开口端的尺寸被设定为以允许将过滤介质引入到内部空间中。碗状物被冲压到所述底壁中或所述侧壁中，其中所述碗状物包括穿过其中的端口，使得内部空间与过滤器外壳的外部连通。单圈螺纹围绕所述端口的至少一部分形成，以与辅助元件上的螺纹进行螺纹连接，从而将所述辅助元件连接到过滤器外壳。

此外，所述碗状物包括周界壁，在一项实施例中所述周界壁可以界定围绕所述周界壁周向延伸的密封件支撑表面。冲压脊与底壁或侧壁一体形成，并且在其第一端从所述周界壁延伸并且围绕所述碗状物。所述冲压脊在与所述碗状物相对的方向上伸出超过底壁或侧壁的表面，以帮助增强外壳的底壁或侧壁的结构完整性。

在另一项实施例中，提供了一种过滤器组合件，所述过滤器组合件包括本文中描述的过滤器外壳、设置在所述过滤器外壳的内部空间中的过滤介质、在所述过滤器外壳的开口端附接到侧壁的螺母板、拧入到所述端口中的辅助元件，以及设置在所述辅助元件与所述周界壁之间的密封件。

所述过滤器组合件和过滤介质可以经配置用于任何需要的过滤应用。过滤应用的一个实例包括，但不限于，用于过滤柴油燃烧的燃料过滤器组合件。然而，所述过滤器组合件也可以用于其他应用中，包括，但不限于，过滤石油、过滤液压流体或者其他应用。

所描述的过滤器外壳和过滤器组合件消除了在一些当前设计中使用的波纹螺母和密封剂。此外，过滤器外壳上的冲压脊增强了外壳的结构完整性，使得外壳满足或者超过了现有外壳的当前结构需求。

在一个实施例中，螺纹的第一端并未与螺纹的第二端周向地重叠，从而在这二端之间形成了间隙。所述间隙增强了使用期间自过滤器外壳内部的空气排放以及流体的排放率（当辅助元件为阀时）。

附图说明

图1所示为采用本文中描述的过滤器外壳的过滤器组合件。

图2是穿过图1的底壁的一部分的截面图，示出了冲压碗状物的细节。

图3是图1的过滤器外壳的底壁的一部分的透视图。

图4是过滤器外壳的底壁中的冲压碗的截面图，其中移除了辅助元件。

图5是具有半球形底壁的过滤器外壳的另一项实施例的截面图。

图6是冲压碗状物的另一项实施例的截面图。

具体实施方式

参照图1，所图示的过滤器组合件10包括过滤器外壳12、设置在过滤器外壳内的过滤介质14，以及附接到所述过滤器外壳的开口端上的螺母板15。图1中所图示的过滤器组合件10被配置为用于过滤柴油燃料的燃料过滤器组合件。然而，过滤器组合件10可以经配置用于任何需要的过滤应用。其他过滤应用的实例包括，但不限于，用于过滤石油的石油过滤器组合件、用于过滤液压流体的液压过滤器组合件，以及其他应用。

此外，图1中所图示的过滤器组合件10经配置为一次性使用的。然而，在其他实施例中，所述过滤器组合件可以经配置以允许替换过滤介质14，在这种情况下外壳12可以被重新使用，并且可以将一个可拆卸的盖子连接到过滤器外壳的末端（而不是螺母板15）以允许接触到过滤介质14，从而对过滤介质进行移除和替换。

一个或多个辅助元件22附接到过滤器外壳12的底部。所述辅助元件基于过滤器组合件的特定应用来执行功能。在所图示的实施例中，有两个辅助元件22a、22b附接到过滤器外壳。但是如图5所图示，可以是单个辅助元件22a附接到所述外壳。所述辅助元件的功能包括，但不限于，感测过滤器外壳12内的状况和/或从过滤器外壳中排出流体。

在所图示的实例中，过滤介质14被配置成燃料-水分离器介质，所述介质经配置以将水从燃料中分离出来。燃料-水分离器介质在所属领域中是众所周知的。介质14通常是环形的，并且界定了中心腔室16，其中第一或上端板18附接到介质14的上端，而第二或底端板20附接到介质14的下端。这种介质配置在所属领域中也是众所周知的。

通过介质14从燃料中分离的水汇集在外壳12的基底处，并且需要从外壳12中排放出去。在这种情况下，辅助元件22a包含排放阀，例如，手动排放阀，所述排放阀经配置以将水从过滤器外壳中排放出去。辅助元件22b是WIF传感器，其经配置用于对聚集在过滤器外壳中的水进行感测，并且用于在聚集了足够多的水时生成警报信号。

过滤器外壳12由具有侧壁30以及连接到所述侧壁的底壁32的金属壳形成。侧壁30和底壁32界定了用于接收过滤介质14的内部空间34。所述侧壁界定了过滤器外壳的开口端36，并且螺母板15附接到所述开口端36，而底壁32则形成了与所述开口端相对的封闭端。开口端36的尺寸被设定为以允许在组装期间将过滤介质14引入到内部空间34中或者从内部空间34中移除，在这之后附接螺母板15。在图1中所图示的底壁32为大体平坦的。然而，如图5中所图示，过滤器外壳也可以使用半球形底壁40。

参考图2到图4，现对辅助元件22a、22b如何安装到过滤器外壳12上进行描述。所图示的辅助元件安装到底壁32上。然而，在一些实施例中，可以将一个或多个辅助元件安装到侧壁30上，在这种情况下辅助元件可以按照与下文所讨论的方式相同的方式来进行安装。此外，辅助元件22a、22b是按照相同的方式安装的，因此下文中仅对辅助元件22a的安装进行详细讨论。

如图2到图4所示，碗状物50被冲压到底壁32中。碗状物50在某一方向上伸出或者延伸到外壳12的内部空间34中。然而，在一些实施例中，碗状物50可以在背向内部空间的方向上伸出或者延伸，这样，碗状物50被设置在外壳的内部空间外部。

碗状物50包括从其中穿过的端口52，所述端口使得内部空间34与过滤器外壳的外部连通。在所图示的实施例中，端口52具有与过滤器外壳12的纵轴A-A平行的轴。然而，所述端口的轴可以相对于所述纵轴成任何角度，包括当辅助元件安装到所述外壳的侧壁时成直角。

螺纹54围绕端口52的至少一部分一体形成在碗状物50上，以与辅助元件22a上的螺纹56进行螺纹连接，从而将辅助元件22a可拆卸地连接到底壁32。

螺纹54可以是单圈螺纹，所述螺纹在形成碗状物的冲压操作中与碗状物50在同一时间形成。

碗状物50进一步包括周向延伸的周界壁58，所述周界壁具有连接到螺纹54的第一端60以及连接到冲压脊64的第二端62，所述冲压脊也可以在与碗状物相同的冲压操作内形成。周界壁58包括密封件支撑表面66，所述密封件支撑表面围绕所述周界壁周向延伸。从图2和图4中可以清楚地看到，密封件支撑表面66在纵轴的方向上与单圈螺纹54轴向隔开，并且该表面设置在单圈螺纹54与冲压脊64之间。如图4所示，密封件支撑表面66具有在垂直于纵轴A-A的径向方向上延伸的部分68，用以支撑密封件70的一端并且防止所述密封件干扰螺纹54、56。

冲压脊64与底壁32一体形成，并且增强了围绕碗状物50的底壁的结构完整性。脊64在与碗状物50相对的方向上伸出超过底壁32的外表面80（在所图示的实施例中，脊64在背向内部空间34的方向上伸出），并且围绕所述碗状物。

脊64包括其第一端82以及第二端84，所述第一端连接到周界壁的末端62并且从该末端处延伸，所述第二端连接到底壁32的剩余部分。参考图4，水平面B-B延伸穿过脊64的第一端82与末端62相连接之处，且延伸穿过第二端84与底壁的剩余部分相连接之处，并且垂直于纵轴A-A，但是该水平面并未延伸穿过周界壁58。

参考图3和图4，螺纹54具有第一终端90以及第二终端92。第一端90以及第二端92并不周向重叠，从而在这两端90、92之间形成了间隙94。所述间隙94增强了使用期间自过滤器外壳12内部的空气排放以及流体的排放率（当辅助元件为阀门时）。在辅助元件为WIF传感器时，不需要形成此间隙94。

参见图2，所图示的密封件70为具有大体上呈药片形截面的O形环密封件。过滤器外壳12和辅助元件22a可以经配置，使得密封件70与辅助元件和周界壁一起形成了面密封件100、102，并且密封件70与辅助元件和周界壁58一起形成了径向密封件104、106。具体而言，密封件70具有的第一部分与密封件支撑表面66的径向部分68接合并且受到该径向部分支撑，从而形成面密封件102，并且具有的第二部分与辅助元件22a的径向延伸部分110密封接合，从而形成面密封件100。此外，密封件70还具有与辅助元件的轴向延伸且径向向外的表面112接合的一部分，从而形成径向密封件104，并且具有与周界壁58的径向向内的内部表面接合的一部分，从而形成径向密封件106。然而，过滤器外壳、辅助元件和/或密封件可以具有适用于实现这些不同密封件的任何配置。

同样如图2所示，当完全安装好时，辅助元件22a的径向延伸部分110紧靠着冲压脊64。这有助于形成辅助元件的阻挡件，用以限制插入辅助元件。

图6描绘了冲压到过滤器外壳的底壁132中的碗状物150的另一项实施例。碗状物150类似于碗状物50，其中碗状物150包括端口152、单圈螺纹154、周界壁158，以及冲压脊164，所述冲压脊增强了围绕碗状物150的底壁的结构完整性。

在此项实施例中，碗状物150并没有像碗状物50一样伸入到外壳的内部空间那么多。相反，此项实施例依赖于垫片密封件170，所述垫片密封件在辅助元件122（在图6中仅示出了其一部分）的径向延伸部分180作用下被按压成与冲压脊164接合，所述辅助元件被拧入到端口152中。

在不脱离本发明的精神或新颖性特性的前提下，可以用其他形式来实施本发明。无论从哪方面来看，本专利申请案中揭示的各项实施例均视为说明性而非限定性的。本发明的范围由所附权利要求书限定，而不是由上述说明限定；且意图包括在权利要求书等效物的意义及范围内的所有变化。

Claims (15)

1.一种适用于容纳过滤介质的过滤器外壳，其包含：

金属壳，所述金属壳具有侧壁以及连接到所述侧壁的底壁，所述侧壁和所述底壁界定了用于接收所述过滤介质的内部空间，所述侧壁界定了所述过滤器外壳的开口端，所述底壁形成了与所述开口端相对的封闭端，并且所述开口端的尺寸被设定为以允许将所述过滤介质引入到所述内部空间中；

冲压到所述底壁或所述侧壁中的碗状物，所述碗状物包括:从其中穿过的端口，使得所述内部空间与所述过滤器外壳的外部连通；围绕所述端口的至少一部分的单圈螺纹，用以与辅助元件上的螺纹进行螺纹连接，从而将所述辅助元件连接到所述过滤器外壳；以及周界壁；以及

冲压脊，所述冲压脊与形成所述碗状物所在的所述底壁或所述侧壁一体形成，所述冲压脊在其第一端从所述周界壁延伸并且围绕所述碗状物，所述冲压脊在与所述碗状物相对的方向上伸出超过所述底壁或所述侧壁的表面。

2.根据权利要求1所述的过滤器外壳，其中所述碗状物形成于所述底壁中，并且所述碗状物伸入到所述金属壳的所述内部空间中，并且所述冲压脊在背向所述内部空间的方向上伸出。

3.根据权利要求2所述的过滤器外壳，其中所述金属壳包括纵轴，所述端口具有与所述纵轴平行的轴，所述周界壁界定了围绕所述周界壁周向延伸的密封件支撑表面，并且所述密封件支撑表面在所述纵轴的方向上与所述单圈螺纹轴向隔开，并且设置在所述单圈螺纹与所述冲压脊之间。

4.根据权利要求3所述的过滤器外壳，其中所述密封件支撑表面具有在垂直于所述纵轴的径向方向上延伸的一部分，用以支撑密封件的一端。

5.根据权利要求1所述的过滤器外壳，其中所述单圈螺纹是一个具有第一端和第二端的单圈螺纹，并且所述螺纹的所述第一端并不与所述螺纹的所述第二端周向重叠，因此在这两端之间形成了间隙。

6.根据权利要求2所述的过滤器外壳，其中所述底壁是平坦的或者半球形的。

7.一种过滤器组合件，其包含：

过滤器外壳，所述过滤器外壳包括：

金属壳，所述金属壳具有侧壁以及连接到所述侧壁的底壁，所述侧壁和所述底壁界定了用于接收所述过滤介质的内部空间，所述侧壁界定了所述过滤器外壳的开口端，所述底壁形成了与所述开口端相对的封闭端，并且所述开口端的尺寸被设定为以允许将所述过滤介质引入到所述内部空间中；

冲压到所述底壁或所述侧壁中的碗状物，所述碗状物包括:从其中穿过的端口，使得所述内部空间与所述过滤器外壳的外部连通；围绕所述端口的至少一部分的单圈螺纹，用以与辅助元件上的螺纹进行螺纹连接，从而将所述辅助元件连接到所述过滤器外壳；以及周界壁；以及

冲压脊，所述冲压脊与形成所述碗状物所在的所述底壁或所述侧壁一体形成，所述冲压脊在其第一端从所述周界壁延伸并且围绕所述碗状物，所述冲压脊在与所述碗状物相对的方向上伸出超过所述底壁或所述侧壁的表面；

设置在所述内部空间中的过滤介质；

拧入到所述端口中的辅助元件；以及

设置在所述辅助元件与所述周界壁之间的密封件。

8.根据权利要求7所述的过滤器组合件，其中所述碗状物形成于所述底壁中，并且所述碗状物伸入到所述金属壳的所述内部空间中，并且所述冲压脊在背向所述内部空间的方向上伸出。

9.根据权利要求8所述的过滤器组合件，其中所述金属壳包括纵轴，所述端口具有与所述纵轴平行的轴，所述周界壁界定了周向围绕所述周界壁延伸的密封件支撑表面，并且所述密封件支撑表面在所述纵轴的方向上与所述单圈螺纹轴向隔开，并且设置在所述单圈螺纹与所述冲压脊之间。

10.根据权利要求9所述的过滤器组合件，其中所述密封件支撑表面具有在垂直于所述纵轴的径向方向上延伸的一部分，用以支撑所述密封件的一端。

11.根据权利要求7所述的过滤器组合件，其中所述单圈螺纹是一个具有第一端和第二端的单圈螺纹，并且所述螺纹的所述第一端并不与所述螺纹的所述第二端周向重叠，因此在这两端之间形成了间隙。

12.根据权利要求8所述的过滤器组合件，其中所述辅助元件包含含水燃料传感器或者排放阀，所述辅助元件包括紧靠着所述冲压脊的径向延伸部分，并且所述密封件具有第一部分和第二部分，所述第一部分与所述密封件支撑表面接合并且受到所述密封件支撑表面的支撑，所述第二部分与所述径向延伸部分密封接合。

13.根据权利要求8所述的过滤器组合件，其中所述底壁是平坦的或者半球形的。

14.根据权利要求7所述的过滤器组合件，其中所述密封件与所述辅助元件和所述周界壁一起形成了面密封件，并且所述密封件与所述辅助元件和所述周界壁一起形成了径向密封件。

15.根据权利要求12所述的过滤器组合件，其中所述过滤器组合件是燃料过滤器组合件。

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