CN105163827B - 复合滤筒和制造复合滤筒的方法 - Google Patents

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Abstract

滤筒部件被构造成卡住凹形外壳部分的上端，以限定环绕过滤元件的外壳。公开的实施方式包括凹形金属外壳部分和塑料滤筒部件，但可采用其它材料。上端盖横跨外壳部分的开口端并且限定至少一个流体流动孔。保持器环绕外壳部分并且被固定于第一部件，其中，在外壳部分上的接合特征部卡在上端盖和保持器之间。可通过旋转焊接、螺纹、粘合剂或其它合适手段将上端盖和保持器彼此固定。上端盖和保持器中的一个或两个的外周可设置有凸耳、螺纹、轴套或其它特征，用于与头部上的互补特征部接合以将滤筒固定于头部。

Description

复合滤筒和制造复合滤筒的方法
技术领域
本公开内容涉及用于流体过滤的可更换滤筒，更特别地，涉及由不同材料构成的这种滤筒。
背景技术
在遍及农业、汽车、商业和工业市场的众多液体和气动应用中用到扭动、旋转型一次性过滤器。许多现有技术的扭动型一次性过滤器产品是使用通过可锻造金属的深冲压成形而制成的厚度薄的金属罐或外壳制造的。现有技术的滤筒可采用冲压钢板或铸钢板将金属罐固定于流体分配系统的滤头。这个构造可对将滤筒固定于头部的布置施加限制。
例如，金属罐/金属端板构造可不允许滤筒和滤筒上端周边的滤头之间螺纹啮合。这个所谓的“大嘴(big mouth)”设计在整体材料使用方面更有效并且可在滤筒和滤头之间提供结构增强的界面。在高压应用中，坚固的滤筒/头连接会是重要的。
需要能适于各种滤筒/头安装构造的替代滤筒构造。
发明内容
具有复合结构的滤筒针对滤筒-滤头连接的构造提供了较大的灵活性，该复合结构包括拉制金属罐和包围滤筒附接端的塑料部件。
塑料部件被构造成卡住金属罐的上端，以限定环绕过滤介质布置的流体密封性滤筒外壳。可用各种材料和构造将塑料部件模塑，从而大大增强将复合滤筒适于各种滤筒-滤头连接构造的可适用性。第一塑料部件包围滤筒的端部并且限定经由关联的滤头与流体分配系统连通的至少一个流体流动孔。第二塑料部件环绕金属罐的外部并且固定于第一部件，其中，金属罐的开口上端可卡在第一塑料部件和第二塑料部件之间。可通过旋转焊接、螺纹、粘合剂或其它合适方式将第一塑料部件和第二塑料部件彼此固定。塑料部件被构造成承载密封件，以防止流体从滤筒内在金属/塑料界面和滤筒-滤头连接处泄漏。一个或两个塑料部件的外围可设置有凸耳、螺纹、轴套或其它特征，以与滤头上的互补特征部接合以将滤筒固定于滤头。
附图说明
图1是根据本公开内容的一些方面的复合滤筒的实施方式的分解立体图；
图2示出用于图1的复合滤筒的示例性组装次序和技术；
图3是图1的复合滤筒的实施方式的剖视图；
图4是图1的复合滤筒的金属罐和塑料部件之间的界面的放大剖视图；
图5是根据本公开内容的一些方面的复合滤筒的替代实施方式的金属罐和塑料部件之间的界面的放大剖视图；
图6是根据本公开内容的一些方面的复合滤筒的其它替代实施方式的金属罐和塑料部件之间的界面的放大剖视图；
图7是根据本公开内容的一些方面的复合滤筒的其它替代实施方式的金属罐和塑料部件之间的界面的放大剖视图。
具体实施方式
现在，将参照图1至图7描述示例性复合滤筒。图1是由参考标号10所指代的所公开的复合滤筒的分解图，该图示出许多部件。拉制钢的基本罐12包围滤筒10的非附接(下)端。基本罐12的上端14敞开并且包括外展唇缘16。外展唇缘16提供用于上端盖18和环形保持器20之间接合的特征部。图1至图7中示出的外展唇缘16是可被卡在塑料部件18、20之间的构造示例，但所公开的构思不限于公开的外展连续唇缘。其它构造(诸如，内展唇缘、不连续唇缘或诸如凸块或台阶的成形特征部)也与所公开的复合滤筒兼容。罐的上端可向外展开成朝向滤筒闭合端的U形弯曲(未示出)，该U形弯曲之后被卡在塑料部件之间。如果通过旋转焊接接合塑料部件18、20，则塑料部件将必须具有允许一个塑料部件相对于另一个进行旋转的界面，但罐12可相对于一个或另一个塑料部件18、20保持固定。这两个塑料部件18、20之间的粘合剂结合或溶剂焊接可允许相对于这两个塑料部件之间的界面构造有额外的设计自由度，因为不需要这两个部件之间的相对旋转。
在所公开的实施方式中，上端盖包括O形环凹槽22，O形环凹槽22面向径向向外以支承O形环(或其它密封构件)24，O形环(或其它密封构件)24将密封抵靠滤头(未示出)的互补表面。上端盖18被构造成直接接收折叠型过滤介质26的上端。上端盖18还限定流体流动开口28，流体流动开口28将进入的未过滤流体导向到环绕过滤介质26(过滤介质26的径向外部和下方)的区域30。下端盖32和中心管34完成在滤筒10内布置的过滤元件。通过聚氨酯粘合剂或本领域中已知的接合技术，将折叠型过滤介质的轴向端分别粘粘合剂结合和密封于上端盖和下端盖。另选地，上端盖18和下端盖32和过滤介质26可被热熔。下端盖32被闭合，使得通过滤筒10的唯一流动路径需要进入的流体经过过滤介质26，颗粒在过滤介质26中被去除。下端盖32和中心管34可被模塑为单个单元，或分别模塑并且通过任何合适的方式接合。如果流体是柴油燃料，则过滤介质26可被制成，除了去除颗粒之外还将携带的水与柴油燃料分离。中心管34被穿孔，从而允许流体进入中心管内的区域，在该区域中，轴向向外流动路径36允许过滤流体借助限定在上端盖18的中心的轴向流体流动开口38退出滤筒10。
所公开的过滤介质26被图示为是具有圆形截面形状的折叠型介质的纵向延伸的“管”。过滤介质的重要属性是，它形成进入滤筒10的不洁流体和已经过过滤介质26的洁净流体之间的完全分离。任何截面形状与这个目的兼容，图示的构造应该被视为许多合适构造中的一种。过滤介质26被自身固定，以形成将不洁流体与已经过过滤介质26的洁净流体分离的闭环。通过粘合剂或其它手段将过滤介质26的轴向端固定于端盖18、34，所述粘合剂或其它手段形成过滤介质26和端盖之间的流体密封性结合以迫使流体通过过滤介质26。
将参照图2描述所公开的实施方式的一种组装方法。上端盖18、下端盖32、过滤介质26和中心管34被如上所述地组装，并且所得的子组件被安装在夹具中。罐12和保持器20被布置在被固定的子组件上方，并且保持器相对于该子组件旋转，以将保持器20旋转焊接到上端盖18。密封件40可布置在罐12和上端盖18之间和/或罐12和保持器20之间，以在使用期间将流体密封在滤筒10内。
图3和图4是所公开的复合滤筒10的实施方式的剖视图。罐12的开口端14处的外展唇缘16被卡在上端盖18和环形保持器20之间。上端盖18和保持器20重叠，限定出旋转焊接区。示出简单的圆柱形重叠，但可使用具有更大表面积的重叠来增强旋转焊接结合。可以在塑料部件上形成螺纹(未示出)，所以上端盖18和保持器20被螺纹连接，然后进行粘合剂结合或溶剂焊接。
图5和图6是所公开的复合滤筒10的替代实施方式中的罐12、保持器20和上端盖18之间的界面的放大剖视图。将观察到，保持器20包括形成肩部42的、具有第一直径D1和较大的第二直径D2的内表面。上端盖18具有直径D3和D4，直径D3和D4被构造成抵靠保持器肩部42卡住金属罐12的上端14和外展唇缘16。当保持器20和上端盖18被焊接或以其它方式接合时，罐被卡在保持器20和上端盖18之间并且进行保持。密封件40布置在上端盖18和罐12的内表面之间，以将流体容纳在滤筒10内。图7示出在保持器20和罐12的外表面之间以将流体容纳在滤筒10内的密封件40的替代实施方式。在外展唇缘16和上端盖18之间设置额外的密封件40，上端盖18限定了用于支承密封件40的压盖。在图7的实施方式中，在保持器20上方，在上端盖的外围表面上限定用于将滤筒10联接得到头部(未示出)的外部螺纹44。本领域的技术人员应该清楚，根据需要，可在保持器20或上端盖18的外围外表面上布置附接特征部。
模塑的塑料部件针对滤筒10和滤头(未示出)之间的界面构造提供最大自由度。图1和图2中示出的保持器20的所公开的实施方式包括四个凸耳，凸耳被布置成为了进行接合在过滤元件不旋转的情况下接合滤头中的互补坡道。另选地，保持器可设置有螺纹、轴套或其它构造以接合滤头。图6示出在保持器20的外部上限定的螺纹44，用于与滤头(未示出)上的互补螺纹连接。图1和图2中示出的保持器20包括多个凸耳46，凸耳46被构造成接合互补坡道，所述互补坡道与基部(未示出)为卡口型连接。保持器20提供面对滤筒的闭合端的宽肩部，所述宽肩部可被安装衬圈用于将滤筒支承为抵靠滤头。另选地，上端盖18可在上端盖/保持器界面上方轴向延伸，以容纳用于将滤筒附接到的头部的特征，诸如转位或按键特征。
在描述公开的实施方式的背景下(尤其在随附权利要求书的背景下)的术语“一”、“一个”和该和类似指代物将被理解为涵盖单数和复数二者，除非本文中另外指示或明显与背景相抵触。术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”将被理解为是开放型术语(即，意思是“包括，但不限于”)，除非另外说明。本文中描述的所有方法可按任何合适的次序执行，除非本文中另外指明或者说明确与背景相抵触。本文中提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用只是旨在更好地阐明公开的实施方式，并没有对权利要求书的范围施加限制，除非另外声明。说明书中没有语言应该被理解为指示实践公开的实施方式或要求保护的本发明所必须的任何未要求保护的元件。
本文中描述了优选的实施方式，包括本发明的发明人已知的进行和使用优选实施方式的最佳模式。对于阅读了以上描述的本领域的普通技术人员，这些优选实施方式的变形形式可变得清楚。本发明的发明人期望熟练的技术人员酌情使用这些变形形式，本发明的发明人旨在与本文中具体描述所不同地实践要求保护的本发明。因此，随附的权利要求书旨在涵盖可适用法律所允许的本公开内容的主题的所有修改形式和等同物。此外，其所有可能变形形式中的上述元件的任何组合被权利要求书涵盖，除非本文中另外指明或者说明确与背景相抵触。

Claims (22)

1.一种复合滤筒，该复合滤筒包括：
凹形金属片外壳，该凹形金属片外壳限定具有纵轴的内部空间，所述凹形金属片外壳具有开口端和第二端，该开口端包括至少一个径向突出的接合特征部；
过滤介质的管状装置，该过滤介质被支承在所述内部空间内并且环绕第一轴向端和第二轴向端之间的所述纵轴；
第一端盖，该第一端盖被固定于所述过滤介质的所述第一轴向端并且限定流体出口；
第二过滤器端盖，该第二过滤器端盖被固定于所述过滤介质的所述第二轴向端；
第一塑料部件，该第一塑料部件径向环绕所述第一端盖并且连接至所述第一端盖，所述第一塑料部件包括第一环形部，所述第一环形部远离所述开口端轴向突出并且包括在所述至少一个径向突出的接合特征部的径向之外的第一环形表面；
第二塑料部件，所述第二塑料部件环绕所述凹形金属片外壳并且包括面对所述开口端并且与所述至少一个径向突出的接合特征部径向重叠的肩部，所述第二塑料部件包括第二环形部，所述第二环形部包括在所述至少一个径向突出的接合特征部的径向之外的第二环形表面，
其中，所述第一环形表面和所述第二环形表面永久地固定于彼此，从而将所述至少一个径向突出的接合特征部卡在所述第一环形表面和所述第二环形表面之间。
2.根据权利要求1所述的复合滤筒，其中，所述第一环形表面和所述第二环形表面通过由包括旋转焊接、粘合剂或溶剂焊接的方法结合所述第一环形表面和所述第二环形表面而永久地固定于彼此。
3.根据权利要求1所述的复合滤筒，所述复合滤筒包括密封件，所述密封件被所述第一塑料部件和所述第二塑料部件中的一者挤压在所述凹形金属片外壳上。
4.根据权利要求3所述的复合滤筒，其中，所述密封件被轴向挤压在所述第一塑料部件和所述至少一个径向突出的接合特征部之间。
5.根据权利要求3所述的复合滤筒，其中，所述密封件被径向挤压在所述第一塑料部件和所述凹形金属片外壳的内表面之间。
6.根据权利要求3所述的复合滤筒，其中，所述密封件被径向挤压在所述第二塑料部件和所述凹形金属片外壳的外表面之间。
7.根据权利要求1所述的复合滤筒，其中，所述第一塑料部件包括面向径向向外的凹槽，所述凹槽与所述第二塑料部件轴向间隔，并且所述复合滤筒包括安置在所述凹槽中的O形环。
8.根据权利要求1所述的复合滤筒，其中，所述第一端盖和所述第一塑料部件被模制成一件。
9.根据权利要求1所述的复合滤筒，其中，所述第一塑料部件包括用于将所述复合滤筒与滤头连接的螺纹。
10.根据权利要求1所述的复合滤筒，其中，所述至少一个径向突出的接合特征部为位于所述凹形金属片外壳的所述开口端处的连续唇缘或不连续唇缘。
11.根据权利要求1所述的复合滤筒，其中，所述第二塑料部件限定至少一个附接结构，以用于与滤头上的互补结构接合，从而将所述复合滤筒保持至所述滤头。
12.一种制造复合滤筒的方法，该方法包括：
提供限定内部空间的凹形金属片外壳，所述凹形金属片外壳具有开口端和与所述开口端相邻的至少一个径向突出的接合特征部；
提供过滤元件，所述过滤元件包括限定流体出口的第一端盖、第二端盖以及在所述第一端盖和所述第二端盖之间延伸的过滤介质的管状装置；
提供连接至所述第一端盖的第一塑料部件，所述第一塑料部件包括第一环形部，所述第一环形部远离所述开口端轴向突出并且包括在所述至少一个径向突出的接合特征部的径向之外的第一环形表面；
提供第二塑料部件，所述第二塑料部件环绕所述凹形金属片外壳并且包括面对所述开口端并且与所述至少一个径向突出的接合特征部径向重叠的肩部，所述第二塑料部件包括第二环形部，所述第二环形部包括在所述至少一个径向突出的接合特征部的径向之外的第二环形表面；
将所述第一环形表面和所述第二环形表面永久地接合于彼此，从而将所述至少一个径向突出的接合特征部卡在所述第一环形表面和所述第二环形表面之间。
13.根据权利要求12所述的制造复合滤筒的方法，其中，将所述第一环形表面和所述第二环形表面永久地接合于彼此的步骤包括：通过由从包括旋转焊接、粘合剂或溶剂焊接的组选出的方法将所述第一环形表面和所述第二环形表面彼此结合。
14.根据权利要求12所述的制造复合滤筒的方法，所述方法包括将密封件挤压在所述第一塑料部件和所述第二塑料部件中的一者与所述凹形金属片外壳之间。
15.根据权利要求14所述的制造复合滤筒的方法，其中，挤压密封件的步骤包括：将所述密封件轴向挤压在所述第一塑料部件和所述至少一个径向突出的接合特征部之间。
16.根据权利要求14所述的制造复合滤筒的方法，其中，挤压密封件的步骤包括：将所述密封件径向挤压在所述第一塑料部件和所述凹形金属片外壳的内表面之间。
17.根据权利要求14所述的制造复合滤筒的方法，其中，挤压密封件的步骤包括：将所述密封件径向挤压在所述第二塑料部件和所述凹形金属片外壳的外表面之间。
18.根据权利要求12所述的制造复合滤筒的方法，其中，提供第一塑料部件的步骤包括：限定面向径向向外的凹槽，所述面向径向向外的凹槽与所述第一环形表面轴向间隔，并且所述方法包括：
将O形环安置在所述面向径向向外的凹槽中。
19.根据权利要求12所述的制造复合滤筒的方法，该方法包括：
将所述第一端盖和所述第一塑料部件模制成一件。
20.根据权利要求12所述的制造复合滤筒的方法，其中，提供第一塑料部件的步骤包括：将所述第一塑料部件模制有用于将所述复合滤筒与滤头连接的螺纹。
21.根据权利要求12所述的制造复合滤筒的方法，其中，提供凹形金属片外壳的步骤包括：
在所述凹形金属片外壳的所述开口端处形成连续唇缘或不连续唇缘。
22.根据权利要求12所述的制造复合滤筒的方法，其中，提供第二塑料部件的步骤包括：形成至少一个径向突出的附接特征部，以用于与滤头上的互补结构接合，从而将所述复合滤筒保持至所述滤头。
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