CN105080207A - 过滤器组件、过滤器元件和过滤液体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及过滤器组件，其包括外壳和全部位于外壳中的第一过滤器、第二过滤器和换热器。过滤器组件还包括第一入口和第一出口并限定出第一液体流动路径。第一液体流动路径可以在外壳内在第一入口和第一出口之间延伸通过第一过滤器并且沿着换热器的第一侧延伸。过滤器组件进一步包括第二入口和第二出口并限定出第二液体流动路径。第二液体流动路径可以在外壳内在第二入口和第二出口之间延伸通过第二过滤器并且沿着换热器的第二侧延伸。

Description

过滤器组件、过滤器元件和过滤液体的方法
技术领域
本发明涉及过滤器组件、过滤器元件和过滤液体的方法。
发明内容
本发明涉及过滤器组件、过滤器元件和过滤液体的方法。体现本发明的过滤器组件可以包括外壳和全部位于单个外壳中的第一过滤器、第二过滤器和导热型换热器。每个过滤器都可以包括渗透性过滤介质，用于将任何一种不需要的物质从流经过滤介质的未过滤液体中去除。过滤器组件的外壳还可以限定出在外壳中从第一入口延伸到第一出口的第一液体流动路径。第一液体流动路径经过第一过滤器并且沿着换热器的第一侧通过。外壳可以进一步限定出在外壳中从第二入口延伸到第二出口的第二液体流动路径。第二液体流动路径也经过第二过滤器并且沿着换热器的第二侧通过。
体现本发明的过滤器元件能够可拆卸地安装在过滤器组件的外壳内，并且可以包括具有第一过滤器、第二过滤器和换热器的过滤器结构。每个过滤器都可以具有渗透性过滤介质并且可以具有中空的、大体圆柱形的形状。中空的第一过滤器可以位于中空的第二过滤器内，并且换热器可以位于第一和第二过滤器之间的环形空间内。过滤器结构可以具有相对的第一和第二端，并且第一和第二端盖可以安装到过滤器结构的第一和第二端上。在它们之间，第一和第二端盖可以包括第一、第二和第三开口。第一液体流动路径可在过滤器元件内在第一开口和第二开口之间延伸，并且可以经过第一过滤器的过滤介质并沿着换热器的第一侧通过。第二液体流动路径可在过滤器元件内在第二过滤器的外周边和第三开口之间延伸，并且可以经过第二过滤器的过滤介质并沿着换热器的第二侧通过。
体现本发明的方法可以包括沿外壳内的第一流动路径引导第一液体和沿外壳内的第二流动路径引导第二液体。沿第一流动路径引导第一液体可以包括：1)使第一液体经过外壳内的第一渗透性过滤介质以从第一液体中去除一种或多种物质；以及2)使第一液体沿着外壳内的导热型换热器的第一侧通过。沿第二流动路径引导第二液体包括：1)使第二液体经过外壳内的第二渗透性过滤介质以从第二液体中去除一种或多种物质；以及2)使第二液体沿着换热器的第二侧通过。体现本发明的方法可以进一步包括通过换热器在第一和第二液体之间传递热。
体现本发明的过滤器组件、过滤器元件和方法提供了很多重要优点。例如，通过提供用于过滤第一和第二液体的第一和第二过滤器，将不需要的物质从两种液体中彻底地去除，从而留下基本上没有杂质的两种液体。进一步地，通过使第一液体沿着换热器的第一侧通过以及使第二液体沿着换热器的第二侧通过，可以通过导热型换热器在两种液体之间传递热，从而冷却一种液体而加热另一种液体。另外，所有这些功能，即，第一液体的过滤、第二液体的过滤和两种液体之间的热交换都在单个外壳内实现。具有用于第一过滤器、第二过滤器和换热器的单个外壳，而不是为这些零件具有两个或三个分离式外壳，会带来非常紧凑的、节省空间的设计。
本发明的这些优势在很多应用中都可以具有重大意义。例如，在喷气式发动机领域，发动机燃料可能很凉，尤其是在高海拨处，发动机燃料中的水可能冻结，形成可使供至发动机的燃料流中断的冰粒。另一方面，在发动机中循环的润滑油通常很温暖。通过使例如作为第一液体的发动机燃料和例如作为第二液体的润滑油经过体现本发明的过滤器组件，热可通过换热器从润滑油传递至发动机燃料，由此加热发动机燃料和防止冰粒的形成。同时，发动机燃料和润滑油可通过第一和第二过滤器进行过滤，提供基本上没有杂质的过滤的润滑油和过滤的发动机燃料。所有这些发生在能获得很小空间的喷气式发动机的密闭拥挤边界内的单个紧凑型外壳内。
附图说明
图1是体现本发明的过滤器组件的横截面视图。
图2是图1的过滤器组件的过滤器结构的透视图。
图3是图1的过滤器组件的换热器的透视图。
图4是图1的过滤器元件的端视图，示出了第二端盖。
图5是体现本发明的另一个过滤器组件的横截面视图。
图6是图5的过滤器组件的换热器的透视图。
具体实施方式
体现本发明的过滤器组件能够以各种各样的方式构造。图1中示出了体现本发明的过滤器组件10的许多不同例子中的一个。整体上，过滤器组件10可以包括中心纵向轴线A、外壳11、第一过滤器12、第二过滤器13和位于外壳11中的换热器14。外壳11可以包括第一入口15和第一出口16，并且可以在外壳11内限定出第一液体流动路径，该第一液体流动路径延伸穿过第一过滤器12并且沿着换热器14的第一侧15延伸。外壳11还可以包括第二入口20和第二出口16，并且可以在外壳11内限定出第二液体流动路径，该第二液体流动路径延伸穿过第二过滤器13并且沿着换热器14的第二侧15延伸。第一液体可沿第一液体流动路径进行引导，而第二液体可沿第二液体流动路径进行引导，第一和第二液体流动路径在外壳11内相互隔离。当液体流过相应的过滤器时，一种或多种不需要的物质可以通过过滤器11、12从各种液体中去除，留下基本上没有杂质的液体，并且热可通过换热器在液体之间进行传递，完全在单个外壳11内冷却一种液体并加热另一种液体。
外壳11可以以许多方式中的任何一种方式构造，并且可以具有各种各样的规则的和不规则的形状。外壳可由任意数量的不可渗透的材料制成，包括聚合物材料和诸如不锈钢的金属材料，这些材料能够承受包括操作温度和操作压力的工作参数。对于某些实施例，过滤器组件可以是一次性过滤器组件并且外壳可以是永久闭合的，不可去除地(irremovably)包含第一过滤器、第二过滤器和位于外壳内的换热器。一旦过滤器变得严重污染而需要更换，那么整个过滤器组件就可以被移除并且可以安装新的过滤器组件。
对于众多实施例，外壳是可再次使用的并且可由至少两部分形成，这些部分以任何一种方式可拆卸地彼此连接。例如，这些部分互相夹紧或者螺纹连接于彼此以形成外壳。第一过滤器、第二过滤器和/或换热器可以位于外壳内的各种位置处，全部都在一个部分中，或者第一过滤器、第二过滤器和换热器中的一个或多个位于一个部分中而其他部件位于其它部分中。一旦过滤器变得严重污染而需要更换，各部分就可以彼此分开，受到污染的过滤器可从外壳内移出，干净的或者新的过滤器可以安装在外壳内，并且各部分可以再次彼此附接。
外壳的可拆卸地附接的各部分可以各种方式形成，例如包括构造为可拆卸地附接到容器端部的覆盖件或者构造为以彼此夹紧的至少两部分形成的容器。在图示实施例中，外壳11可被配置为头部22和例如通过密封螺纹连接而可拆卸地附接到头部22的碗部23。例如，碗部23可以具有大体圆柱形结构，包括封闭端和螺纹开口端。头部22可以具有螺纹套圈18，并且碗部23的螺纹开口端可以螺纹连接到头部22的套圈18。外壳的第一入口、第一出口、第二入口和第二出口可以以各种方式分布在头部和碗部之间。例如，在图示实施例中，第一入口15可以位于碗部23内，而第一出口16、第二入口20和第二出口21可以位于头部22内。在其他实施例中，所有入口和出口可以都位于头部中。可替换地，碗部可以包括多于一个的入口或出口。虽然入口和出口可位于碗部和/或头部的各个位置，但是在图示实施例中，第一入口15可以在碗部23的封闭端大体位于中心附近。碗部23的封闭端可以包括轴向向外伸出的配合件19，并且第一入口15可以延伸穿过配合件19。第一出口16可以大体位于头部22的底部的中心附近，并且第二入口20和第二出口21可以位于头部22的相对侧上。在其他实施例中，第一入口和第一出口和/或第二入口和第二出口可以不同地设置，例如可以是反向的。
第一过滤器、第二过滤器和换热器可以以各种方式安装在外壳内。例如，每个均是可单独地移除和安装的部件，以便例如允许每个过滤器在被污染时单独地更换。然而，对许多实施例来说，至少一个第一过滤器和第二过滤器或者第一过滤器、第二过滤器和换热器中的全部三个可以是能够安装在外壳内的单个过滤器元件的整体部分。当第一过滤器和/或第二过滤器变得严重污染而需要更换时，整个过滤器元件，例如包括第一过滤器、第二过滤器和换热器，可从外壳中移出并更换为新的或者干净的过滤器元件。
体现本发明的过滤器元件可以各种各样的方式形成。图1中示出了体现本发明的过滤器元件24的许多不同实施例中的一个实施例。总体上，过滤器元件24可以包括具有相对端部的过滤器结构25以及连接到过滤器结构25的端部上的第一和第二端盖26，27。如图2所示，过滤器结构25可以包括：第一过滤器12，例如作为内部过滤器；第二过滤器13，例如作为外部过滤器；和设置在第一和第二过滤器12，13之间的导热型换热器14。
每个过滤器可以以各种方式配置。例如，第一个和第二过滤器12，13均可以具有大体圆柱形的形状，包括第一和第二轴向端部，内周边和外周边以及可以横跨每个过滤器12，13的轴向长度的中空内部。每个圆柱形过滤器可以具有多种多边形横截面中的任何一种，包括圆形横截面。第一过滤器12可以例如同轴地设置在第二过滤器13内，并且在外周边处具有的外径可以小于第二过滤器13的内周边处的内径，由此在两者之间限定出一空间，例如环形空间。
一个或者两个过滤器是折叠的或者非折叠的。非折叠的过滤器可以以各种方式配置，例如包括配置为中空的圆柱形纤维块或者可渗透板、膜或带，其盘旋或者螺旋地缠绕以形成中空的圆柱形结构。折叠过滤器也可以以各种方式配置。例如，第一和第二过滤器12，13都可以包括多个在过滤器12，13的相对端部之间大体轴向延伸的褶层。这些褶层可以包括在过滤器12，13外周边附近的峰部、在过滤器12，13内周边附近的根部以及在每个峰部和根部之间延伸的一对褶状支腿。这些过滤器可以以各种方式打褶。例如，一个或两个过滤器可以具有扇形褶层，其中每个褶层的高度大体等于峰部和根部之间的径向距离。可替换地，一个或两个过滤器可以具有覆盖型(laid-overtype)褶层，其中每个褶层的高度大于峰部和根部之间的径向距离。美国专利5,543，047和5，252，207作为参考引入本文中，从而为覆盖型褶层和扇形褶层以及过滤器元件的其他方面提供额外支持。
不管何种类型的褶层，第一和第二过滤器12，13的褶层高度可以彼此近似相等或者可以彼此不同，例如，第一过滤器12的褶层的高度可以大于或小于第二过滤器13的褶层的高度。对于许多实施例来说，第二过滤器与第一过滤器的高度的比可以例如根据所过滤的液体的特性而改变。例如，粘性液体可用较小的褶层高度进行过滤，例如其中第二过滤器与第一过滤器的高度的比可以在从大约1∶0.75到大约1∶1.25的范围内。然而，对于粘性较小的液体，在从大约1∶1到大约2∶1范围内的比是有效的。
每个过滤器，无论是折叠的还是非折叠的，都包括过滤介质，该过来介质可从流经过滤介质的液体中去除一种或多种物质。过滤器可由包括过滤介质的单层形成，或者可以由两层或更多层的复合材料形成，其中至少一层包括过滤介质。例如，过滤介质层可以夹在两个排放层之间。过滤介质可以由各种材料中任何一种以多种形式形成。例如，过滤介质可以是渗透性织布或者无纺布层、渗透性支撑或未支撑的膜或者渗透性纤维块的形式，并且可以由烧结金属颗粒或者纤维、玻璃纤维或者天然或合成聚合物制成，包括聚合纤维或者渗透性聚合物片材。过滤介质可以是可渗透的，即可以是多孔的、半渗透的或者选择性渗透的，并且可以具有不变的或者分级的多孔结构。进一步地，过滤介质可以具有或者可以变化为具有大量过滤特性中的任何一个。例如，过滤介质可以具有各种分子级截断或者去除等级中的任一种，例如从超多孔或纳米多孔或精细的到微孔或粗糙的，以从液体中去除颗粒，例如固体、凝胶和胶体微粒，或者去除大分子物质。可选择地或者另外地，过滤介质可以具有正或负电荷或极性；可以是憎水或亲水的，包括憎水或亲水或者憎油或亲油的；和/或可以具有一个或多个相关的官能团，例如配合基或者任何一种其他的活性部分，以从液体中去除一种或多种化学物质。对于众多而非全部实施例来说，两个过滤器的过滤介质可以具有类似的过滤特性。
每个过滤器都可以进一步包括各种其他部件。例如，任一或两个过滤器可以包括位于褶层峰部附近的外部保持器。保持器可以以各种方式构造为例如筛网圆筒或者渗透性或不可渗透的带，该带周边或者螺旋状地缠绕在过滤器的外周边上，例如缠绕在褶层的峰部附近。保持器可以例如克服与通过过滤器从内向外的液体流动有关的力而支撑褶层，和/或可以将褶层保持在适当位置以提供更均匀的过滤器的污物载荷。进一步地，任一或两个过滤器可以包括位于过滤器的内周边附近的多孔芯部，例如在褶层根部附近。多孔芯部可以例如克服通过过滤器从外向内的液体流动有关的力而支撑褶层，和/或也可以有助于使褶层保持在适当位置上。
换热器可以位于第一和第二过滤器之间，使第一和第二过滤器彼此分开。例如，换热器14可以同轴地设置在第一过滤器12和第二过滤器13之间的环形空间内。换热器14可以具有第一侧30(例如内侧)以及第二侧31(例如外侧)，并且可以用来在沿换热器14的第一和第二侧30，31流动的第一和第二液体之间传递热。换热器14还可以用来克服与通过第一过滤器12从内向外的液体流动和/或通过第二过滤器13从外向内的液体流动有关的力而支撑第一和第二过滤器12，13。另外，换热器14可以用来引导过滤后的液体远离第一过滤器12的外周边和/或第二过滤器13的内周边或者引导未过滤的液体流向第一过滤器12的外周边和/或第二过滤器13的内周边。
换热器可以以各种方式配置。例如，换热器可以包括大体圆柱形的本体，具有例如内侧的第一侧和例如外侧的第二侧。对于某些实施例，圆柱形本体可以限定出一系列绕圆柱形本体周边地排列的波纹，这些波纹可以从圆柱形本体的一端到另一端彼此平行地以直线或者螺旋方式延伸，以沿本体两侧上的波纹限定出流动通道。第一过滤器的外周边可以接触波纹的内脊并由该内脊支撑，并且第二过滤器的内周边可以接触波纹的外脊并由该外脊支撑。
在其他实施例中，换热器可以包括圆柱形本体和多个突出部，该本体具有第一和第二侧，例如内侧和外侧，并且该多个突出部从圆柱形本体的第一和第二侧大体径向地向内和向外延伸。突出部可以以多种方式形成。例如，突出部可以包括短直的、具有一定角度或者弯曲的肋的阵列，这些肋在内侧上大体沿径向向内地从圆柱形本体伸出，并且在外侧上大体沿径向向外地从圆柱形本体伸出。每个具有一定角度或者弯曲的肋都可以具有各种各样的结构，例如V形结构或者四分之一圆形结构或者半圆结构。第一过滤器的外周边可以接触内部肋的内边缘并由该内边缘支撑，并且第二过滤器的内周边可以接触外部肋的外边缘并由该外边缘支撑。可替换地，如图1和3所示，多个突出部33可以包括连续或者不连续的长形肋的阵列，这些肋从圆柱形本体32的第一侧30大体沿径向向内延伸并且从圆柱形本体32的第二侧31大体沿径向向外延伸。每一侧30，31上的长形肋33可以在轴向方向上以直线或者螺旋状的方式彼此平行地延伸，以在本体32的两侧上在相邻肋33之间限定出流动通道。位于第一侧30上的肋33的内边缘可以接触并支撑第一过滤器12的外周边，位于第二侧31上的肋33的外边缘可以接触并支撑第二过滤器13的内周边。突出部的数目、突出部的高度以及突出部之间的间距是可变的，例如用来增强通过换热器进行的热传递，增强第一和第二过滤器的支撑，和/或减少沿换热器的侧面的液体流动的阻力。
无论结构如何，换热器可由多种材料制成，包括金属，例如铝，或者具有适于在换热器的第一侧和第二侧之间传递热的导热率的任何一种其他材料。进一步地，换热器可以是不可渗透且无孔的，使第一液体流动路径和换热器的第一侧上的任何液体与第二液体流动路径和换热器的第二侧上的任何液体分开。
端盖可以用来引导液体经过过滤器元件，并且每个端盖都可以各种各样的方式形成。例如，在图1和2图示的实施例中，每个端盖26，27都可以是附接到过滤器结构25的端部上的单一部件，例如附接到第一过滤器12、换热器14和第二过滤器13的所有三个部件的相应端部。可替换地，一个或两个端部可以具有多件式结构。
总起来说，第一和第二端盖26，27可以至少包括第一、第二和第三开口34，35，36，并且第一、第二和第三开口34，35，36可以以各种方式分布在第一和第二端盖26，27中。对于某些实施例，所有三个开口可以都位于任一端盖上。在其他实施例中，两个开口可以位于一个端盖上，并且一个开口可以位于另一个端盖上。在图示实施例中，第一开口34可以位于第一端盖26上。第一端盖26可以包括沿轴向向外伸出的配合件37，并且第一开口34可以从第一端盖26的一侧到其另一侧延伸穿过配合件37。第一开口34可以通过第一端盖26的配合件37而与第一过滤器12的内部流体连通。第一端盖26的环形区域40可以从配合件37延伸到外径向边缘，并且可以用作附接并密封第一过滤器12、换热器14和第二过滤器13中每一个的相应端部的端部元件。轴向伸出的外唇部41可以接触第二过滤器13的外周边的一部分，并用来保持第二过滤器13、换热器和第一过滤器12的相对同轴位置。
第二端盖27可以包括中心区域42，该中心区域可用作附接到第一过滤器12的相对端部上的封闭式端部元件，以密封包括第一过滤器12的内部的那个端部。如图4所示，第二和第三开口35，36可以围绕第二端盖27的中心区域42并且可以相互之间沿径向移动，例如，在第三开口36和中心区域42之间第二开口35位于第三开口36的径向内侧。第二和第三开口可以以各种方式配置。例如，在图示实施例中，第二和第三开口35，36每一个都可以大体是环形的并且可以包括环形的孔阵列，在相邻孔之间具有径向延伸的肋。第二开口35可以延伸穿过第二端盖27并且可以与换热器14的第一侧30流体连通。类似地，第三开口36可以延伸穿过第二端盖27并且可以与换热器14的第二侧31流体连通。圆形套筒43可以从第二端盖27沿轴向延伸离开换热器14，并且可以在第二和第三开口35，36之间沿径向连接到第二端盖27，由此分开第二和第三开口35，36。圆形套圈44也可以从第二端盖27沿轴向延伸离开换热器14，但是可以在第三开口36的径向外侧连接到第二端盖27。圆形套圈44可以与圆形套筒43同轴但与其径向间隔开。第二端盖27的外部环形区域47可以用作附接且密封第二过滤器13相应端部的端部元件。轴向伸出的外唇部46可以接触第二过滤器13的一部分外周边并用来保持第二过滤器13、换热器14和第一过滤器12的相对同轴位置。
过滤器元件24可以以各种各样的方式进行组装。例如，过滤器结构24可以通过沿着第一过滤器12的外周边轴向移动换热器14而形成，或者可以通过将第一过滤器12轴向插入到换热器14的内部而形成。于是，第一过滤器12可以嵌入设置在换热器14内部，使换热器14的第一侧30，例如内部突出部33，接触第一过滤器12的外周边。对于许多实施例来说，第一过滤器12可以是打褶的并且可以没有外部保持器。然后，换热器14，例如内部突出部33，可以接触第一过滤器12的褶层的峰部，由此支撑褶层并使褶层保持在适当位置而不使用外部保持器。这将减少过滤器元件的重量并且通过减少与过滤器元件有关的材料量来减轻过滤器元件的环境影响。
然后，第二过滤器13可沿着换热器14的外周边轴向运动，或者嵌入的换热器14和第一过滤器12可以轴向插入到第二过滤器13的内部。然后，换热器14和第一过滤器12可以嵌入设置在第二过滤器13中，使换热器14的第二侧31，例如外部突出部33，接触第二过滤器13的内周边。对许多实施例来说，第二过滤器13可以是打褶的并且可以不包括内部带孔芯部。然后，换热器14，例如外部突出部33，可以接触第二过滤器13的褶层的根部，由此支撑褶层并使褶层保持在适当位置而不使用带孔芯部。这同样减少过滤器元件的重量并且通过减少与过滤器元件有关的材料量来减轻过滤器元件的环境影响。
可选择地，过滤器结构25可通过首先将第二过滤器13装配成围绕换热器14、然后将第一过滤器12装配到换热器14内来形成。对于许多而非全部实施例来说，过滤器结构25可以形成为第一过滤器12、换热器14和第二过滤器13的相应端部彼此沿径向对齐，以提供过滤器结构25的大体平的轴向端部。
然后，端盖26，27可以以各种各样方式附接到且密封到包括第一过滤器12、换热器14和第二过滤器13的过滤器结构25的轴向端部。例如，端盖26，27可以填充有封装化合物，诸如环氧树脂、聚氨基甲酸酯或者其他胶粘剂，并且过滤器结构25的轴向端部可以设在封装化合物中，因而将过滤器结构25的轴向端部胶粘结合到端盖26，27。可选择地，端盖26，27可以溶剂结合或者热结合到过滤器结构25的轴向端部。例如，在端盖26，27由封装化合物制成的情形下，每个端盖26，27的面向过滤器结构25的轴向端部的那部分可以熔化，并且过滤器结构25的轴向端部可以设在端盖26，27的熔融聚合物中，因而将过滤器结构25的轴向端部热结合到端盖26，27。一旦端盖26，27附接到过滤器结构25，过滤器元件24就形成并准备安装到过滤器组件10的外壳11。
过滤器元件可以以各种各样的方式安装到外壳，例如取决于过滤器和外壳的结构。例如，在图示实施例中，过滤器元件24可通过首先将过滤器元件24安装到头部22而安装到外壳11。头部可以以各种方式配置以容纳过滤器元件。
例如，头部22可以具有容纳过滤器元件24的底座50。底座50可以具有限定在圆形外壁52和圆形内壁53之间的大体环形的第一通道51。过滤器元件24可通过将第二端盖27的圆形套筒43和圆形套圈44插入到底座50的环形通道51内而安装到头部22。外壁52可以包括与圆形套圈44的外周边紧紧相邻的内周边密封区域。例如O型环密封件的密封件可以将头部22的底座50的外壁52与第二端盖27的圆形套圈44密封。内壁53可以包括与圆形套筒43的内周边紧紧相邻的外周边密封区域。同样，例如O型环密封件的密封件可以将密封头部22的底座50的内壁53与第二端盖27的圆形套筒43密封。于是，环形通道51可以经由圆形套筒43和圆形套圈44之间的空间而在第二端盖27中的第三开口36和外壳的第二出口21之间流体连通。底座50的内壁53还可以包括位于外周边密封区域的径向内侧的中心通道55，例如锥形通道。在底座50的内壁53密封到第二端盖27的圆形套筒43的情况下，中心通道55可在第二端盖27中的第二开口35和外壳11的第一出口16之间流体连通。进一步地，头部22的外部套圈18可从底座50轴向延伸，例如围绕第二端盖27并在外部套圈18和第二过滤器13的外周边之间形成环形空间。底座50包括在外壳11的第二入口20和位于外部套圈18和第二端盖27的外周边之间的环形空间之间延伸的第三通道56。在底座50的外壁52密封到第二端盖27的圆形套圈44的情况下，第三通道56可在外壳11的第二入口20和第二过滤器13的外周边之间流体连通。
一旦过滤器元件24安装到头部22，碗部23就可以绕过滤器元件24安装到头部22上。例如，碗部23可沿过滤器元件24轴向移动，直至第一端盖26上的配合件37容纳在碗部23的封闭端上的配合件19内，并且碗部23的开口端接触头部22的外部套圈18。然后，碗部23的开口端可以完全螺纹连接到头部22的外部套圈18上，使第一端盖26上的配合件37座置在碗部23上的配合件19内。例如O型环密封件的密封件可使配合件37，19相互密封并且可以将碗部23密封到头部22。然后，过滤器元件24安装在外壳11内，并且过滤器组件10准备就绪以便可以使用。
根据体现本发明的方法，可以以多种方式过滤液体。例如，用于过滤第一和第二液体的方法可以包括沿外壳内的第一流动路径引导第一液体和沿外壳内的第二流动路径引导第二液体。当第一液体沿第一流动路径行进时，其经过外壳内的第一渗透性过滤介质以使一种或多种物质从第一液体中去除，并且沿着外壳内的导热型换热器的第一侧通过。当第二液体沿第二流动路径行进时，其经过外壳内的第二渗透性过滤介质以使一种或多种物质从第二液体中去除，并且沿着导热型换热器的第二侧通过。换热器将换热器的第一侧上的第一液体与换热器的第二侧上的第二液体分隔开。当第一和第二液体沿着换热器的第一和第二侧通过时，热可在第一和第二液体之间传递，以冷却一种液体并加热另一种液体。
在许多不同的、体现本发明的方法实施例的一个实施例中，第一液体，例如喷气式发动机燃料，可沿图1中的过滤器组件10的第一流动路径进行引导。第一液体可以沿着穿过过滤器组件10和过滤器元件24的第一流动路径从外壳11的第一入口15经过碗部23的配合件19而运动到第一端盖26上的配合件37内的第一开口34中，并由此运动到第一过滤器12的内部，所有都是大体轴向的。由第一过滤器12的内部开始，第一液体可以沿着大体沿径向向外穿过第一过滤器12(包括第一过滤器12的过滤介质)的第一流动路径而运动到换热器14的第一侧30。当第一液体经过第一过滤器12的过滤介质时，一种或多种物质可以从第一液体中去除，使第一液体基本没有杂质。然后，第一液体可以经由第一流动路径大体轴向地沿着换热器14第一侧30(例如沿着第一侧30上的突出部33)通过第二端盖27上的第二开口35从过滤器元件24流出，进入头部22的底座50中的中心通道55内，并经由第一出口16从过滤器组件10流出。
第二液体(例如喷气式发动机润滑油)可沿过滤器组件10的第二流动路径进行引导。第二液体可沿着穿过过滤器组件10和过滤器元件24的第二流动路径从外壳11的第二入口20通过头部22的底座50中的第三通道56而运动到过滤器元件24和外壳11之间的环形空间内，例如第二过滤器13的外周边和碗部23之间的环形空间内。由第二过滤器13的外周边开始，第二液体可沿着穿过第二过滤器13(包括第二过滤器13的过滤介质)大体径向向内的第二流动路径通过而流到换热器14的第二侧31。当第二液体经过第二过滤器13的过滤介质时，一种或多种物质可以从第二液体中去除，使第二液体基本没有杂质。然后，第二液体可以经由第二流动路径大体轴向地沿着换热器14第二侧31(例如沿着第二侧31上的突出部33)通过第二端盖27中的第三开口36从过滤器元件24流出，进入头部22的底座50中的环形通道51内，并经由第二出口21从过滤器组件10流出。
当第一和第二液体沿换热器14的第一和第二侧30，31经过第一和第二流动路径时，热可在第一和第二液体之间传递。例如，热可通过换热器14从位于换热器14的第二侧31上的第二液体(例如喷气式发动机润滑油)传递互换热器14的第一侧30以及第一液体(例如喷气式发动机燃料)，以加热喷气式发动机燃料并且防止在喷气式发动机燃料中形成冰粒。
尽管已经根据若干实施例描述和/或图示了本发明的各个方面，但本发明不限于那些实施例。例如，在不脱离本发明范围的情况下，任一实施例的一个或多个特征可以省略或者改变，或者一个实施例的一个或多个特征可与另一个实施例的一个或多个特征相结合。甚至具有悬殊特征的实施例也可以在本发明的范围内。例如，第一和第二液体中的一种或两种都可以在第一和第二液体经过换热器的第一和第二侧之前进行过滤。在图示实施例中，第一入口和第一出口可以是反向的和/或第二入口和第二出口可以是反向的。那么第一液体和/或第二液体可以在第一液体和/或第二液体被过滤之前经过换热器的第一和第二侧。进一步地，在图示实施例中，两种液体都可以沿换热器的第一和第二侧在同一方向上轴向流动。在其他实施例中，第一入口和第一出口或者第二入口和第二出口可以是反向的。那么第一和第二液体可以沿换热器的第一和第二侧在相反方向上轴向流动。
过滤器组件10的另一个实施例图示于图5中。图5的过滤器组件10具有许多与图1中过滤器组件10类似的特征。例如，图5的过滤器组件10包括外壳11和设置在外壳11中的过滤器结构25。过滤器结构25具有第一过滤器12(例如内部过滤器)、第二过滤器13(例如外部过滤器)以及位于第一和第二过滤器12，13之间的换热器14。对图1中过滤器组件的特征进行的上述描述中的大部分，包括对外壳、过滤器结构、第一和第二过滤器和换热器的大部分描述，适用于图5的过滤器组件，并且两种过滤器组件的相似的特征以同样的附图标记进行标识。
然而，图5的过滤器组件10可以是一次性过滤器组件，并且第一和第二过滤器12，13和换热器14可以永久性地安装在外壳11内。进一步地，过滤器结构25的一端，包括第一和第二过滤器12，13和换热器14，可以附接并且直接密封到外壳11的封闭端60，而没有附接到过滤器结构25的端部上的端盖，外壳11的封闭端60用作过滤器结构25的端部的封闭式端部元件。过滤器结构可以以各种各样的方式附接且密封到外壳11的封闭端。例如，封装化合物可被用来将过滤器结构25附接且密封到外壳11的封闭端60，正如在前相对于图1中的过滤器结构25和过滤器组件10的第一端盖26所阐述的。可替换地，第一端盖可以附接且密封到过滤器结构的端部，继而第一端盖可以附接到外壳的封闭端。
图5的过滤器组件10的第二端盖可以是多件式端盖。例如，第二端盖可以包括附接到与外壳11的封闭端60相对的、第一过滤器12的端部上的第一开口端部元件27a以及附接到与外壳11的封闭端60相对的、第二过滤器13的端部上的第二开口端部元件27b。在图示实施例中，第一和第二端部元件27a，27b彼此不相连，尽管在其他实施例中两者可以是相连的。
换热器14可以包括位于圆柱形本体32的第一和第二侧30，31(例如内侧和外侧)上的突出部33(例如连续或者不连续的长形翅片)。然而，在图5的换热器14中，突出部33可以从一端螺旋地延伸到相对端，从而在那些在换热器14的端部之间延伸的突出部33之间限定出螺旋状流动通道。在换热器14的包括突出部33的一端，圆柱形本体32可以附接且密封到外壳11的封闭端60上，以在该端部处封闭螺旋状流动通道。在换热器14的另一端，圆柱形本体32可以延伸超过突出部33，以形成圆形套筒43，该圆形套筒在这一端使换热器14的一侧上的流动通道与换热器14的另一侧上的流动通道分开。
外壳11在一端，例如在外壳11的开口端61，可以包括全部四个开口，例如第一入口15、第一出口16、第二入口20和第二出口21，第二端盖可以包括这些开口中的三个。例如，第二端盖的第一开口端部元件27a可以包括轴向延伸离开第一过滤器12的内部圆形套圈62。第一入口15可以包括位于内部套圈62的中心中的开口，该开口与第一过滤器12的中空内部流体连通。第一出口16可以包括位于内部套圈62的外部和换热器14的圆形套筒43之间的大体环形的开口，该环形开口与换热器14的第一侧30流体连通，例如与位于换热器14的第一侧30上的流体通道流体连通。第二开口端部元件27b可以包括轴向延伸离开第二过滤器13的外部圆形套圈44。第二出口21可以包括位于外部套圈44的内部和换热器14的圆形套筒43之间的大体环形的开口，该环形开口与换热器14的第二侧31流体连通，例如与位于换热器14的第二侧31上的流体通道流体连通。在外部端部元件27b的外周边和外壳11的内周边之间，第二入口20包括位于外部套圈44的外部上的环形开口，该环形开口与介于外壳11的内周边和第二过滤器13的外周边之间的空间流体连通。肋(未示出)可以跨过该环形开口延伸，并且可以连接在外壳11和外部端部元件27b之间，以在外壳11的开口端62使过滤器结构25保持在适当的位置。
用来过滤第一和第二液体的方法可以包括将图5的过滤器组件10安装到系统歧管上，例如喷气式发动机(未示出)的歧管上。过滤器组件可以以各种各样的方式安装到歧管上。例如，过滤器组件的外壳可以夹在歧管上。可替换地，外壳在换热器的开口端和/或套筒处带有螺纹，并且过滤器组件可以螺纹连接到歧管。外壳11的开口端61可以例如经由O型环装配并密封到歧管，使歧管的四个端口分别与过滤器组件10的第一入口15、第一出口16、第二入口20和第二出口21流体连通。
在过滤器组件安装到歧管的情况下，第一液体可以从歧管引入到过滤器组件的第一入口并且沿外壳内的第一流动路径引至第一出口。例如，第一液体(例如喷气式发动机燃料)可经由大体轴向沿着过滤器组件10的纵向轴线的第一流动路径引至第一入口15中和第一过滤器12的内部。由第一过滤器12的内部开始，第一液体可以沿着大体径向向外穿过第一过滤器12(包括第一过滤器12的过滤介质)的第一流动路径通过，而流到换热器14的第一侧30。当第一液体经过过滤介质时，一种或多种物质可以从第一液体中去除，使第一液体基本没有杂质。当第一液体经过第一过滤器12时，换热器14的第一侧30上的螺旋状突出部可以支撑第一过滤器12。然后，第一液体可以经由第一流动路径大体轴向沿着换热器14的第一侧30，例如沿着换热器14的第一侧30上的螺旋状流动通道流动并通过第一出口16从过滤器组件10流出到歧管。
另外，第二液体可以从歧管引入到过滤器组件的第二入口中并且沿外壳内的第二流路径引至第二出口。例如，第二液体(例如喷气式发动机润滑油)可经由第二流动路径大体轴向地引至第二入口20以及位于外壳11的内周边和第二过滤器13的外周边之间的空间内。由第二过滤器13的外周边开始，第二液体可沿着大体径向穿过第二过滤器13(包括第二过滤器13的过滤介质)的第二流动路径通过，而流到换热器14的第二侧31。当第二液体经过过滤介质时，一种或多种物质可以从第二液体中去除，使第二液体基本没有杂质。当第二液体经过第二过滤器13时，换热器14的第二侧31上的螺旋状突出部33可以支撑第二过滤器13。于是，第二液体可以经由第二流动路径大体轴向沿着换热器14的第二侧31(例如沿着换热器14的第二侧31上的螺旋状流动通道)流动并通过第二出口21从过滤器组件10流出流到歧管。
当第一和第二液体沿换热器14的第一和第二侧30，31经过第一和第二流动路径时，热可在第一和第二液体之间传递。例如，热可通过换热器14从位于换热器14的第二侧31上的第二液体(例如喷气式发动机润滑油)传递至换热器14的第一侧30以及第一液体(例如喷气式发动机燃料)，以加热喷气式发动机燃料并且防止在喷气式发动机燃料中形成冰粒。
在描述本发明的上下文中(尤其是后附权利要求的上下文中)使用的术语"一"、″该″和"至少一个"及类似指称应被直译为覆盖单复数，除非在此另有说明或者通过上下文明显矛盾。后面跟有一个或多个条目清单的术语″至少一个"(例如，至少A和B中的一个)的使用应被直译为意指从所列条目(A或B)中选出的一个条目，或者两个或多个所列条目(A和B)的任一组合，除非在此另有说明或者通过上下文明显矛盾。术语″包括"、"具有"、"包含"、"含″应被直译为开放式术语(即，意味着"包括但不限于")，除非另有说明。此处数值范围的表述仅仅意味着用作逐一提及落入范围内的各个离散值的简化方法，除非在此另有说明，并且每个离散值都引入说明书，好象其在此被逐一叙述。在此描述的所有方法可以任何一种合适的顺序进行，除非在此另有说明或者通过上下文明显矛盾。在此给出的任何实施例或者示例性措辞(例如"诸如"，"例如″)的使用都仅仅用来更好地阐述本发明而非对本发明的范围设置限制，除非另有主张。说明书中的措辞都不应看作表明所有未要求保护的元件对实施本发明是必要的。
本发明的优选实旋例在此进行了描述，包括对发明人来说已知的、用以实现本发明的最佳方式。通过阅读在前描述，优选实施例的变形对本领域普通技术人员来说是显而易见的。发明人预期本领域技术人员会酌情采用这些变形，并且发明人预期本发明可以除在此明确描述之外的方式实现。因此，本发明包括按照适用法律许可附加于此的权利要求所述的技术主题的所有变型及等效物。而且，所有可能变化中的上述元件的任一组合也被本发明涵盖，除非在此另有说明或者通过上下文明显矛盾。

Claims (21)

1.一种过滤器组件，其包括：
外壳，该外壳具有第一液体入口和第一液体出口，并且在外壳内在第一液体入口和第一液体出口之间限定出第一液体流动路径，外壳进一步具有第二液体入口和第二液体出口，并且在外壳内在第二液体入口和第二液体出口之间限定出第二液体流动路径，其中第一液体流动路径和第二液体流动路径在外壳内彼此分离；
第一过滤器，该第一过滤器跨过第一液体流动路径而定位在外壳内，第一过滤器包括渗透性的第一过滤介质，该第一过滤介质被布置成用以从沿着第一液体流动路径流过第一过滤介质的第一液体中去除一种或多种物质；
第二过滤器，该第二过滤器跨过第二液体流动路径而定位在外壳内，第二过滤器包括渗透性的第二过滤介质，该第二过滤介质被布置成用以从沿着第二液体流动路径流过第二过滤介质的第二液体中去除一种或多种物质；和
导热型换热器，该导热型换热器位于外壳内，并且具有第一侧和第二侧，其中第一液体流动路径的至少一部分沿着换热器的第一侧延伸，并且第二液体流动路径的至少一部分沿着换热器的第二侧延伸，以将热从第一液体和第二液体中的一者传递至另一者。
2.如权利要求1所述的过滤器组件，其中，外壳包括头部和可拆卸地安装到头部的碗部。
3.如权利要求2所述的过滤器组件，其中，第一入口和第一出口中的一者位于碗部中，并且其中第一入口和第一出口中的另一者以及第二入口和第二出口位于头部中。
4.如权利要求1所述的过滤器组件，其中，外壳包括可拆卸地附接的第一部分和第二部分，过滤器组件进一步包括可拆卸地密封在外壳内的过滤器元件，其中过滤器元件至少包括第一过滤器和第二过滤器。
5.如权利要求4所述的过滤器组件，其中，过滤器元件进一步包括换热器。
6.如权利要求1-5中任一项所述的过滤器组件，其中，第一过滤器、换热器和第二过滤器为大体圆柱形的，并且同轴地位于外壳内，换热器位于第一过滤器和第二过滤器之间。
7.如权利要求6所述的过滤器组件，其中，第一过滤器和第二过滤器每个都包括多个褶层。
8.一种过滤器元件，其包括：
过滤器结构，该过滤器结构包括中空的、大体圆柱形的第一过滤器和第二过滤器，并且包括相对的第一端和第二端，其中每个过滤器都具有内周边、外周边和位于内外周边之间的渗透性过滤介质，并且其中第一过滤器位于第二过滤器内，第一过滤器具有外径，并且第二过滤器具有的内径大于第一过滤器的外径，从而在第一过滤器和第二过滤器之间限定出环形空间，该过滤器结构进一步包括设在第一过滤器和第二过滤器之间的环形空间内的导热型换热器，该换热器具有面向第一过滤器的第一侧和面向第二过滤器的第二侧；
安装到过滤器结构的第一端和第二端上的第一端盖和第二端盖，其中，第一端盖和第二端盖共同包括第一开口、第二开口和第三开口；
第一液体流动路径，该第一液体流动路径在第一开口和第二开口之间延伸穿过第一过滤器的过滤介质，并且沿着换热器的第一侧延伸；以及
第二液体流动路径，该第二液体流动路径在第二过滤器的外周边和第三开口之间延伸穿过第二过滤器的过滤介质，并且沿着换热器的第二侧延伸。
9.如权利要求8所述的过滤器元件，其中，第一开口位于第一端盖内并经由第一流动路径与第一过滤器的中空内部流体连通，并且其中第二端盖封闭第一过滤器的内部。
10.如权利要求8或9所述的过滤器元件，其中，第二开口位于第二端盖内并经由第一流动路径与换热器的第一侧流体连通。
11.如权利要求8，9或10所述的过滤器元件，其中，第三开口位于第二端盖内并经由第二流动路径与换热器的第二侧流体连通。
12.如权利要求8，9，10或11所述的过滤器元件，其中，换热器的第一侧和第二侧均包括多个流体通道，这些流体通道沿着换热器在过滤器结构的第一端和第二端之间延伸，并且其中位于换热器的第一侧上的流体通道与第一过滤器的外周边相邻地延伸，位于换热器的第二侧上的流体通道与第二过滤器的内周边相邻地延伸。
13.如权利要求8，9，10，11或12所述的过滤器元件，其中，换热器具有不可渗透的、无孔的、大体圆柱形的本体，其中换热器的第一侧和第二侧包括圆柱形本体的内侧和外侧，换热器进一步包括多个突出部，这些突出部从本体的内侧和外侧大体径向地延伸，并且其中位于本体的内侧上的突出部接触第一过滤器的外周边，位于本体的外侧上的突出部接触第二过滤器的内周边。
14.如权利要求8-13中任一项所述的过滤器元件，其中，第一过滤器和第二过滤器均包括多个褶层。
15.一种用于过滤第一液体和第二液体的方法，其包括：
沿外壳内的第一流动路径引导第一液体，包括使第一液体经过外壳内的第一渗透性过滤介质，以从第一液体中去除一种或多种物质，并且进一步包括使第一液体沿着外壳内的导热型换热器的第一侧通过；
沿外壳内的第二流动路径引导第二液体，包括使第二液体经过外壳内的第二渗透性过滤介质，以从第二液体中去除一种或多种物质，并且进一步包括使第二液体沿着外壳内的换热器的第二侧通过；以及
通过换热器在第一液体和第二液体之间传递热。
16.如权利要求15所述的方法，其中，沿第一流动路径引导第一液体和沿第二流动路径引导第二液体中的一者包括沿相应的流动路径引导发动机燃料，并且其中沿第一流动路径引导第一液体和沿第二流动路径引导第二液体中的另一者包括沿相应的流动路径引导发动机润滑油。
17.如权利要求15或16所述的方法，其中，使第一液体经过第一渗透性过滤介质并使第一液体沿着换热器的第一侧通过包括在使第一液体沿着换热器的第一侧通过之前使第一液体经过第一渗透性过滤介质。
18.如权利要求15-17中任一项所述的方法，其中，使第二液体经过第二渗透性过滤介质并使第二液体沿着换热器的第二侧通过包括在使第二液体沿着换热器的第二侧通过之前使第二液体经过第二渗透性过滤介质。
19.如权利要求15-18中任一项所述的方法，其中，使第一液体经过第一渗透性过滤介质并使第一液体沿着换热器的第一侧通过包括使第一液体在第一方向上大体径向地经过第一渗透性过滤介质和使第一液体沿着换热器的第一侧大体轴向地通过，并且其中使第二液体经过第二渗透性过滤介质并使第二液体沿着换热器的第二侧通过包括使第二液体在与第一方向相反的第二方向上大体径向地经过第二渗透性过滤介质和使第二液体沿着换热器的第二侧大体轴向地通过。
20.如权利要求15-19中任一项所述的方法，其中，使第一液体经过第一渗透性过滤介质包括使第一液体经过包括第一渗透性过滤介质的中空的、大体圆柱形的第一过滤器，使第二液体经过第二渗透性过滤介质包括使第二液体经过包括第二渗透性过滤介质且与第一过滤器同轴地设置的中空的、大体圆柱形的第二过滤器，并且其中使第一液体沿着换热器的第一侧通过和使第二液体沿着换热器的第二侧通过包括使第一液体和第二液体分别沿着在外壳内同轴地设置在第一过滤器和第二过滤器之间的换热器的内侧和外侧通过。
21.如权利要求15-19中任一项所述的方法，其中，使第一液体沿着换热器的第一侧通过包括使第一液体沿着换热器的第一侧上的突出部通过，并且其中使第二液体沿着换热器的第二侧通过包括使第二液体沿着换热器的第二侧上的突出部通过。
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