CN104321522A - 限定了流入流路和流出流路的过滤元件端板 - Google Patents

Abstract

一种过滤元件，用于燃料、油或其它发动机流体，该过滤元件具有端板，该端板被设计来形成用于干净区域和脏区域的流路。该过滤元件是旋入式过滤器的一部分，并与发动机中的过滤器头部连接并过滤燃料、油或其它发动机流体。可以在所述端板上一体包括预注入帽，从而允许预注入和安装而不必移除各部件。

Description

限定了流入流路和流出流路的过滤元件端板

技术领域

一种用于燃料、油或其它发动机流体的过滤元件，以及一种包括该过滤元件的过滤器，该过滤元件具有一个端板，该端板被设计来形成用于干净区域和脏区域的流路。

背景技术

众所周知，发动机过滤器具有入口流路和出口流路，入口流路用于需要过滤的脏流体，出口流路用于已通过过滤器的过滤介质过滤过的干净流体。入口流路和出口流路通常相互密封，以防止脏流体进入出口流路并与干净流体混合，该混合可能使下游元件性能降低。在旋入式过滤器(spin-on filter)中，入口流路和出口流路通常位于过滤器的相同端，以及在许多旋入式设计中，入口流路和出口流路由过滤器的螺母板限定。

在某些燃料过滤器中，用脏燃料预注入过滤器的脏侧是有利的。为了准许预注入，提供帽来用于在预注入期间将干净燃料出口关闭，然后该帽被丢弃。

发明内容

描述了一种用于燃料、油或其它发动机流体的过滤元件，以及一种包括该过滤元件的过滤器，该过滤元件包括一个端板，该端板被设计来形成用于干净区域和脏区域的流路。

在一个具体实施例中，所述过滤元件是旋入式过滤器的一部分，该旋入式过滤器可连接到发动机的过滤器头部并用来过滤燃料、油或其它发动机流体。然而，本文描述的概念可以用于其它类型的过滤器、可附连于其它附连结构上以及过滤其它流体。

在燃料过滤器的情形中，预注入帽可以一体包含在端板上从而允许预注入和安装而不移除各部件。

端部端板上的突出部分与过滤器壳体的螺母板协同工作，从而形成流路，例如用于待过滤的脏流体的入口流路。端板上的独立套筒形成一个独立的流路，例如用于已过滤的流体的出口流路。

在一个实施例中，顶部端板可以具有外部肋部，该外部肋部将端板与螺母板分隔开并允许脏流体环围绕滤芯流动。干净流体然后可以环绕一个区域被转移，该区域本质地阻挡干净侧的流体进入但是允许干净流体流出。单件模制端板可以具有顶部凸出部分，该顶部凸出部分与过滤器头部的母部连接。单件端板设计将限定出穿过螺母板的流路、公凸起流体通道以及用于密封的O形凹槽。

在另一个实施例中，可应用于包括燃料、润滑油的不同流体应用的过滤元件包括过滤介质环，该过滤介质环具有第一端部和第二端部并限定出中心腔体。第一端板密封连接到所述过滤介质的第一端部，而第二端板密封连接到所述过滤介质的第二端部。第二端板包括套筒，所述套筒沿远离第一端板的方向从所述第二端板向上延伸，且所述套筒限定了穿过第二端板的流体流动通道，所述流体流动通道与所述中心腔体流体连通。在外向内流动的过滤元件的一个实施例中，由套筒形成的流体流动通道是干净流体出口，该出口用于已过滤的流体。然而，所述过滤元件也可以被构造成内向外流动，在此种情况下，所述套筒中的流体流动通道可以是脏流体入口。

可以在所述套筒上形成用来在其中接纳O形密封件的径向面向外的凹槽。此外，可以在所述第二端板上形成多个肋部，所述多个肋部沿与所述套筒相同的方向从第二端板向上延伸。每一个肋部具有第一端和第二端，所述第一端与所述套筒外表面一体形成并从所述套筒外表面延伸，所述第二端与所述第二端板的外周缘相邻。所述肋部形成流路，例如，在过滤器构造成外向内流动情况下的用于待过滤的脏流体的入口流路，或在过滤器构造成内向外流动情况下的用于已过滤的流体的流路。

在燃料过滤元件的情况下，可以在所述套筒的端部一体形成有预注入帽，所述预注入帽将所述套筒的一端关闭。预注入帽可以包括外周缘，所述外周缘突出所述套筒的一部分之外，以及在所述套筒上在所述预注入帽与所述径向向外的凹槽之间形成有至少一个或多个孔，所述至少一个或多个孔使得所述流体流动通道与所述套筒的外部流体连通。预注入帽将所述套筒的端部关闭，从而起到偏流器的作用，在预注入步骤期间，该偏流器将已污染的注入流体转移到过滤器的脏室。

所述过滤元件被布置在壳体内从而形成过滤器。壳体可以具有封闭的第一端部、可通过螺母板封闭的第二开口端部以及内部空间，所述内部空间用来布置所述过滤元件。螺母板可以包括具有螺纹的螺纹套筒，所述该螺纹用于将所述过滤器螺纹连接到所述过滤器头部，所述螺纹套筒具有面向所述内部空间的内端部。在安装过滤元件之前，所述螺纹套筒的内端部与所述肋部的上端配合。

在另一个实施例中，过滤元件可以包括过滤介质环、第一端板和第二端板，所述过滤介质环具有第一端部和第二端部并限定出中心腔体，所述第一端板密封连接到所述过滤介质的第一端部，所述第二端板密封连接到所述过滤介质的第二端部。所述第二端板包括套筒，所述套筒沿远离第一端板的方向从所述第二端板向上延伸，所述套筒限定了穿过所述第二端板的流体流动通道，所述流体流动通道与所述中心腔体流体连通。所述套筒上还形成用于在其中接纳密封件的径向面向外的凹槽。此外，在所述第二端板上形成有多个肋部，所述肋部沿与所述套筒相同的方向从所述第二端板上向上延伸，每一个肋部从第一端延伸到第二端，该第一端位于所述套筒外表面上，而该第二端与所述第二端板的外周缘相邻。

在另一个实施例中，过滤元件可以包括过滤介质环、第一端板和第二端板，所述过滤介质环沿纵轴延伸并具有第一端部和第二端部并限定出中心腔体，所述第一端板密封连接到所述过滤介质的第一端部，而所述第二端板密封连接到所述过滤介质的第二端部。所述第二端板可包括第一结构，所述第一结构沿远离第一端板的方向从第二端板向上延伸并与所述纵轴同轴，其中所述第一结构限定了穿过第二端板的流体流动通道，所述流体流动通道具有入口和出口，该入口与所述中心腔体流体连通。密封件可被布置在所述结构上并被定位来密封过滤器头部。此外，第二结构一体形成在所述第二端板上，并沿所述第二端板的顶部限定了多个流体流路。所述流体流路被布置在所述第二端板的与所述第一结构相同的一侧上，且所述密封件被定位在所述流体流动通道出口与所述流体流路之间，且所述密封件被定位在所述出口与所述第二端板之间。

第二结构可以是与第二端板一体形成并限定了流体流路的任意结构。在一个非限制性的实施例中，第二结构包括肋部。

在另一个实施例中，过滤器包括壳体，所述壳体具有封闭的第一端部、第二端部和内部空间。螺母板被固定在所述壳体的所述第二端部上，所述螺母板包括螺纹套筒，所述螺纹套筒具有将所述过滤器螺纹连接到所述过滤器头部的内螺纹。所述螺纹套筒具有面向所述内部空间的内端部。此外，过滤元件被布置在所述内部空间内。所述过滤元件包括过滤介质环。所述过滤介质环布置在所述内部空间内并沿纵轴延伸且具有第一端部和第二端部并限定出中心腔体。第一端板密封连接到所述过滤介质的第一端部，以及第二端板密封连接到在所述第一端板和所述螺母板之间的所述过滤介质的第二端部。所述第二端板包括第一结构，所述第一结构沿远离所述第一端板的方向从所述第二端板向上延伸，并从螺纹套筒径向向内。所述第一结构可以与所述纵轴同轴，并限定了穿过所述第二端板的流体流动通道，所述流体流动通道具有入口和出口，该入口与所述中心腔体流体连通。密封件布置在该结构上，并被定位来在所述过滤器连接到所述过滤器头部时密封所述过滤器头部。此外，一体形成在所述第二端板上的第二结构在沿所述第二端板的顶部限定多个流体流路。所述多个流体流路被布置在所述第二端板的与所述第一结构相同的一侧上，以及所述密封件被定位在所述流体流动通道出口与所述流体流路之间，且所述密封件被定位在所述出口和所述第二端板之间。

第二结构可以是与第二端板一体形成并限定了流体流路的任意结构，诸如肋部。

附图说明

图1是本文所描述的润滑油过滤器立体图。

图2是图1的过滤器剖视图。

图3是图1的润滑油过滤器端部特写图。

图4是安装到过滤器头部的润滑油过滤器端部特写图。

图5是本文所描述的燃料过滤器立体图。

图6是图5的过滤器剖视图。

图7是图5的燃料过滤器的过滤元件特写图。

图8是安装到过滤器头部的燃料过滤器端部特写图。

图9是燃料过滤器的端部特写图，其示出燃料入口流动和燃料出口流动。

图10示出燃料过滤元件的预注入帽的功能。

具体实施方式

参照图1到图4，润滑油过滤器10的一个实施例被示出，其包括壳体12，壳体12具有封闭的第一端部14、第二端部16和内部空间18。螺母板20被固定到壳体第二端部。螺母板包括螺纹套筒22，螺纹套筒22具有螺纹24，用于将过滤器10螺纹连接到过滤器头部5(图4)。螺纹套筒具有朝向内部空间的内端部26，内端部26在过滤元件安装到过滤器头部之前，与布置在内部空间18内的过滤元件25配合。

参照图2和图3，过滤元件25包括过滤介质环30，过滤介质环30具有第一端部32和第二端部34并沿纵轴A-A延伸以及限定出中心腔体36。第一端板38密封连接到过滤介质30的第一端部32。端板38将该介质30的端部32基本关闭以约束流体，使得流体基本沿径向流过该介质。

在图示实施例中，在第一端板38与壳体12的封闭端部14之间，可以布置可选的减缓油释放的附加机构60，例如附加罐、和/或具有嵌入附加件的次级过滤盘。具有附加机构的过滤器的实施例在美国专利6238554、7510653和7563368中被披露。美国专利7510653全文以引用的方式纳入本文。

螺旋弹簧62被布置在壳体12内并与过滤元件25适当地配合，从而将过滤元件25偏压成与螺母板20配合。然而，如图4所示，在将过滤元件安装到头部5时，过滤元件25通常远离头部向下移位，从而在螺纹套筒22的内端部26与过滤元件25的肋部之间形成间隙，这将在下文进一步论述。在图示实施例中，弹簧62被布置在第一端板与封闭的第一端部14之间，特别是布置在附加机构60与第一端部14之间。弹簧62借助该附加机构装置60将过滤元件偏压靠紧螺母板20。

第二端板40密封连接于过滤介质30的第二端部34，过滤介质30位于第一端板38和螺母板20之间。端板40将过滤介质30的端部34基本关闭以约束流体，使得流体基本沿径向流过介质。

第一和第二端板38、40可以由诸如塑料的适合的材料制成，其中过滤介质30的端部32、34以任何合适的方式连接到端板，例如使用粘接剂或将介质的端部嵌入到端板中。

第二端板40包括一体形成的第一结构42，该第一结构42呈套筒形式，其沿远离第一端板的方向从第二端板向上延伸并与纵轴A-A同轴且从螺纹套筒22径向向内。套筒42大致中空并限定了流体流动通道44，流体流动通道44穿过第二端板并与纵轴A-A同轴。通道44包括入口44a和出口44b，入口44a与中心腔体36流体连通。

如图4所示，密封件48被适当地布置在套筒42上，用于密封过滤器头部5，从而将未过滤流体与已过滤流体密封开。例如，套筒42可以包括在套筒42上一体形成的、径向向外的凹槽46，用来在其中接纳诸如O形环的密封件。然而，只要实现足以密封过滤器头部5从而将未过滤流体与已过滤流体密封开，被定位在套筒42上的任何位置的任何种类的密封件都可以被使用。

第二结构50一体形成在第二端板40上，所述第二端板40沿第二端板顶部限定了多个流体流路58。第二结构50可以采用任意形式的结构来限定出流体流路58。在图示实施例中，第二结构50包括多个肋部。

多个肋部50一体形成在第二端板40上并沿与套筒42相同的方向从第二端板40向上延伸。肋部50被设置来沿第二端板顶部限定流体流路58。具体来说，如图1和图3中最佳示出的，每一个肋部50从其第一端52沿径向延伸到其第二端54，其中第一端52与套筒42的外表面一体形成，第二端54与第二端板的外周缘相邻。

如图2和图4所示，肋部50具有径向长度，使得第二端54位于螺纹套筒22的径向外侧。如图2所示，在安装过滤元件之前，螺纹套筒22的内端部26与肋部50的上端配合。然而，如图4所示，在将过滤元件安装到头部5时，过滤元件25通常会克服弹簧的偏压朝远离头部的方向下移，从而在螺纹套筒22的内端部26和肋部50的上端之间形成间隙。流体流路或通道58被限定在肋部50之间，流体能够在螺纹套筒22的端部26下方流动。

如图2和图4所示，可以在过滤器10的螺母板端部设置垫圈76。如图4所示，在使用时，垫圈76将过滤器头部5密封从而防止流体从过滤器10泄漏到过滤器外部。

现在参照图4描述过滤器10的运行。作为一个实施例，过滤器10将被描述为构造成外向内流动，流体流路58形成待过滤的脏流体(在本实施例中为油)的入口流路，而流体通道44形成干净油或已过滤油的出口流路。

然而，应认识到，这种描述仅仅是示例性的，以及过滤器可以被构造成内向外流动，其中流路58形成已过滤油的出口流路，而流体通道44形成脏油或待过滤油的入口流路。

如图4中箭头所示，脏油可以通过一个或多个入口通道70进入过滤器头部5。然后，该油通过流路58径向向外流过端板40的顶部，并绕端板40的周缘56到达介质30的外侧。然后，该油流过过滤介质30，其在过滤介质30被过滤并进入中心腔体36。根据是否使用附加机构，一些油可能流过该附加机构。然后，已过滤的油向上流过套筒42的流体通道44，并流过过滤器头部5的出口72。从图4中可以清楚地看出，密封件48被布置在出口44a和流路58之间，从而防止脏油绕过过滤介质并与出口72处的已过滤油混合，反之亦然。

图5到图10示出过滤器100，其结构与图1到图4描述的过滤器10基本类似。在图5到图10中，不论是结构和/或运行，与图1到图4中的元件类似或相同的元件将使用相同的附图标记。过滤器100特别适合用来过滤诸如柴油的燃料，但也可以用来过滤其它流体。

与过滤器10的一个不同之处是，过滤器100包括预注入帽200，预注入帽200与第一结构42的端部一体形成并将第一结构42的端部关闭。预注入帽200包括外周缘202，外周缘202突出结构42的一部分之外。例如，帽200的直径可以基本等于或大于结构42的直径或大于通道44。

一个或多个出口孔204形成在结构42上，并位于预注入帽200与径向面向外的凹槽46之间，所述一个或多个出口孔204使得结构42的流体通道44与结构42的外部连通。如图10所示，预注入帽200将结构42的端部关闭从而起到偏流器的作用，在预注入步骤期间，预注入帽200将诸如燃料的已被污染的注入流体转移到过滤器的脏室，从而防止脏燃料进入过滤介质的干净侧。然而，如图9所示，多个出口孔204允许已过滤的燃料从流体通道44流入过滤器头部5的出口72。

过滤器100与过滤器10的不同之处还在于，所示的过滤器100没有包括可选的附加机构。相反，螺旋弹簧62直接与端板38配合，从而将过滤元件25偏压至与螺母板20配合。

现在将参照图8和图9描述过滤器100的运行。作为一个实施例，过滤器100将作为外向内流动构造被描述，其中流体流路58形成待过滤的脏流体(在本实施例中为油)的入口流路，而流体通道44形成干净或已过滤燃料的出口流路。然而，应认识到，这种描述仅仅是示例性的，过滤器可以被构造为内向外流动，其中流路58形成已过滤燃料的出口流路，而流体通道44形成待过滤油的脏燃料的入口流路。

如图9的箭头所示，脏燃料可以通过一个或多个入口通道70进入过滤器头部5。然后，该燃料通过流路58径向向外流过端板40的顶部，并绕周缘56到达介质30的外侧。然后，该燃料流过过滤介质30，在过滤介质30处其被过滤并进入中心腔体36。然后，已过滤的燃料向上流过结构42的流体通道44、流出孔204、并流过过滤器头部5中的出口72。如从图9中可以清楚地看出的，密封件48防止脏油绕过过滤介质并与出口72处的已过滤燃料混合，反之亦然。

本发明可以以其它形式实施而不脱离其精神或新颖性特征。在本申请中所公开的实施例在所有方面都应被考虑为是说明性的而不是限制性的。本发明的范围由所附的权利要求书而不是由前面的说明来指明，以及在权利要求的等同范围内的所有更改都被包含在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种过滤元件，其特征在于，所述过滤元件包括：

过滤介质环，所述过滤介质环沿纵轴延伸并具有第一端部和第二端部且限定出中心腔体；

第一端板，所述第一端板密封连接到所述过滤介质的第一端部；

第二端板，所述第二端板密封连接到所述过滤介质的第二端部，所述第二端板包括第一结构，所述第一结构沿远离第一端板的方向从第二端板向上延伸并与所述纵轴同轴，所述第一结构限定了穿过所述第二端板的流体流动通道，所述流体流动通道具有入口和出口，所述入口与所述中心腔体流体连通；

密封件，所述密封件被布置在所述第一结构上并被定位来密封过滤器头部，所述密封件被定位在所述出口和所述第二端板之间；以及

第二结构，所述第二结构在所述第二端板上一体形成，所述第二端板限定沿所述第二端板的顶部的多个流体流路，所述流体流路被布置在所述第二端板的与所述第一结构相同的一侧上。

2.根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述第二结构包括多个肋部，所述多个肋部一体形成于所述第二端板上并沿与所述第一结构相同的方向从所述第二端板向上延伸，所述肋部限定沿所述第二端板顶部的流体流动路径。

3.根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述密封件布置于凹槽中，该凹槽形成在所述第一结构的外表面上。

4.根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述过滤元件还包括预注入帽，所述预注入帽与所述第一结构一体形成并在所述第一结构的所述出口处将所述第一结构关闭，所述预注入帽包括外周缘，所述外周缘突出所述第一结构的一部分之外，以及在所述第一结构上在所述预注入帽与所述密封件之间形成至少一个出口孔，所述至少一个出口孔使得所述流体流动通道与所述第一结构的外部流体连通。

5.根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述第一端板是不具有穿过该第一端板的流体流动通道的封闭端板。

6.根据权利要求2所述的过滤元件，其特征在于，每一个肋部从套筒的外表面沿径向延伸至与所述第二端板的外周缘相邻。

7.一种过滤器，包括：

壳体，所述壳体具有封闭的第一端部、第二端部和内部空间；

螺母板，所述螺母板固定至所述壳体的所述第二端部，所述螺母板包括螺纹套筒，所述螺纹套筒具有内螺纹，该内螺纹用于将所述过滤器螺纹连接到过滤器头部，所述螺纹套筒具有面向所述内部空间的内端部；

过滤元件，所述过滤元件布置在所述内部空间内，所述过滤元件包括：

过滤介质环，所述过滤介质环布置在所述内部空间内并沿纵轴延伸且具有第一端部和第二端部并限定出中心腔体；

第一端板，所述第一端板密封连接到所述过滤介质的第一端部；

第二端板，所述第二端板密封连接到位于所述第一端板与所述螺母板之间的所述过滤介质的第二端部，所述第二端板包括第一结构，所述第一结构沿远离所述第一端板的方向从所述第二端板向上延伸并从所述螺纹套筒径向向内，所述第一结构与所述纵轴同轴，所述第一结构限定了穿过所述第二端板的流体流动通道，所述流体流动通道具有入口和出口，所述入口与所述中心腔体流体连通；

布置在该结构上的密封件，所述密封件被定位来在所述过滤器连接到所述过滤器头部时密封所述过滤器头部，所述密封件被定位在所述出口和所述第二端板之间；以及

第二结构，所述第二结构一体形成在所述第二端板上，并沿所述第二端板的顶部限定了多个流体流路，所述流体流路被布置在所述第二端板的与所述第一结构相同的一侧上。

8.根据权利要求7所述的过滤器，其特征在于，所述第二结构包括多个肋部，所述多个肋部一体形成在所述第二端板上并沿与所述第一结构相同的方向从所述第二端板向上延伸，所述多个肋部沿所述第二端板的顶部限定所述流体流路，以及所述螺纹套筒的内端部与每一个肋部的上部配合。

9.根据权利要求8所述的过滤器，其特征在于，每一个肋部从第一端延伸到第二端，该第一端在所述第一结构的外表面上，该第二端与所述第二端板的外周缘相邻，且该第二端位于所述螺纹套筒的内端部的径向外侧。

10.根据权利要求7所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器还包括预注入帽，所述预注入帽与所述第一结构一体形成并在所述第一结构的所述出口处将所述第一结构关闭，所述预注入帽包括外周缘，所述外周缘突出所述第一结构的一部分之外，以及在所述第一结构上在所述预注入帽和所述密封件之间形成至少一个出口孔，所述至少一个出口孔使得所述流体流动通道与所述第一结构的外部流体连通。

11.根据权利要求7所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器还包括弹簧，所述弹簧布置在所述第一端板与所述壳体的所述封闭的第一端部之间，所述弹簧被连接到所述过滤元件并将所述过滤元件偏压至与所述螺母板配合。

12.根据权利要求7所述的过滤器，其特征在于，所述密封件布置于凹槽中，该凹槽形成在所述第一结构的外表面上。

13.根据权利要求7所述的过滤器，其特征在于，所述第一端板是不具有穿过所述第一端板的流体流动通道的封闭端板。