CN105263597A - 提供具有高效嵌入物的粗介质的过滤器 - Google Patents

Abstract

一种提供穿过粗过滤器介质和精细过滤器介质的双路径的过滤器将粗过滤器介质直接附着到精细过滤器介质，从而消除插入的支撑结构并且简化制造。

Description

提供具有高效嵌入物的粗介质的过滤器

相关申请的参见引用

此申请要求享有2013年6月19日提交的美国临时申请61/836,980的权益，并且该临时申请以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于发动机和变速器中的过滤器，诸如油过滤器，并且具体来说涉及提供两种不同的过滤介质的过滤器。

背景技术

油过滤器用来从发动机油、变速器油等去除污染物。在这种过滤中，在使用提供高过滤器压力的相对小的过滤器孔尺寸来去除精细污染物与需要限制过滤器背压以使得发动机或变速器可以接收油的稳定供应(特别是在油粘度可能最高时的发动)之间存在折中。

这种折中可以通过其中油穿过分开的平行路径的设计来有效地管理，所述路径穿过具有大孔尺寸的粗过滤器介质并且穿过具有小孔尺寸的精细的、高效过滤器介质。粗过滤器介质提供穿过过滤器的低压降通道，该通道相对耐堵塞(blinding)。精细过滤器介质被布置成拦截油流的一部分，以便通过减少来自由粗过滤器介质处理的较大颗粒的堵塞(blinding)以消除精细颗粒。通常需要分开的支撑结构来将不同的过滤器介质保持在穿过过滤器的两个油径中。

发明内容

本发明提供穿过过滤器介质的两个分开路径，同时大体上消除对于分开的支撑和路径限定结构的需要。两个不同的过滤器介质类型在单个过滤器结构中彼此直接附着，通常精细过滤器介质是粗过滤器材料的嵌入物或覆盖物。以此方式，显著减少过滤器的构造成本。

随后具体来说，本发明在一个实施例中提供一种流体过滤器，所述流体过滤器具有提供进口和出口并且封闭其之间的容积的壳体。粗过滤器织物附着到精细过滤器织物，以形成插入在进口与出口之间的路径中的整体的柔性过滤器片，这样使得从进口流动到出口的流体流动穿过粗过滤器织物和精细过滤器织物二者通过过滤器介质。

因此，本发明的至少一个实施例的特征是通过允许过滤器介质相互支撑而无需棱条托盘或塑料支架等，来简化过滤器的构造，所述过滤器提供穿过不同过滤器介质的平行路径。

整体的柔性过滤器片可以提供单个连续的相对第一和第二表面。

因此，本发明的至少一个实施例的特征是消除需要额外支撑或间隔的分支的或分叉的过滤器结构。

粗过滤器织物与精细过滤器织物之间的附着接缝可以基本上不由壳体支撑。

因此，本发明的至少一个实施例的特征是允许粗过滤器织物和精细过滤器织物在流体的流动中紧密相邻。

粗过滤器织物与精细过滤器织物可以在无需插入的刚性结构的情况下彼此附着。

因此，与需要将每个片组装在壳体结构中的系统相反，本发明的至少一个实施例的特征是允许在将柔性过滤器片安装到壳体中之前预制造该柔性过滤器片。

柔性过滤器片可以仅沿单个封闭的路径附着到壳体，从而使得从进口流动到出口的流体必须通过过滤器介质。

因此，本发明的至少一个实施例的特征是消除对于过滤器介质到壳体的多个附着路径的需要，该需要诸如可能使得组装困难。

粗过滤器织物和精细过滤器织物中的至少一个可以是通过焊接附着到另一个的热塑性材料。

因此，本发明的至少一个实施例的特征是提供附着不同类型的过滤器介质的简单方法。

柔性过滤器片可以被形成为具有开口的袋，所述开口附着到进口的边，并且其中仅粗过滤器织物附着到进口。

因此，本发明的至少一个实施例的特征是提供一种过滤器结构，该结构将大量柔性过滤器片区域呈现在紧凑容积中并且避免将两种不同材料类型附着到进口的需要。

可替代地，柔性过滤器片的外周边可以抵靠壳体的内壁被支撑。

因此，本发明的至少一个实施例的特征是提供一种过滤器，其中支撑可以完全通过将绕过滤器介质夹紧的两部分壳体的相互接合边来获得。

精细过滤器介质可以仅在其边缘的一部分处附着到粗过滤器介质。

因此，本发明的至少一个实施例的特征是提供一种通过将两种不同的材料彼此缝合来在具有柔性过滤器片的任何过滤器中实施两个流体流动路径的简单方法。

可替代地，精细过滤器介质可以绕整个边缘周边附着到粗过滤器介质以抵靠着粗过滤器介质。

因此，本发明的至少一个实施例的特征是允许粗过滤器介质在无需额外结构的情况下完全支撑精细过滤器介质。

精细过滤器介质可以定位成位于比粗过滤器介质更靠近出口。

因此，本发明的至少一个实施例的特征是促进在低粘度流动下穿过精细过滤器介质的流动。

壳体的容积可以具有沿平面的最大范围，并且进口与出口可以在平面的相对侧面上沿平面彼此偏移。

因此，本发明的至少一个实施例的特征是提供在无需额外的转向结构的情况下控制精细过滤器介质与粗过滤器介质之间的相对流速的方法。

本发明的其他特征和优点将在本领域技术人员审阅以下详细描述、权利要求和附图之后变得显而易见，附图中相同数字用来指示相同特征。

附图说明

图1是提供保持在两个壳体部分之间的界面处的袋过滤器元件的本发明第一实施例的局部剖面图中的分解立体图，所述袋过滤器元件包括具有嵌入的精细过滤器介质的一部分的粗过滤器介质；

图2是过滤器的透视图，其中袋过滤器已经由单个过滤器层替代；

图3是可替代的袋过滤器设计的局部立体剖面图，其中精细过滤器介质被涂覆在粗过滤器介质上；以及

图4是沿图3的线4-4的横截面，该图示出精细过滤器介质附着在粗过滤器介质上。

在详细解释本发明的实施例之前，应理解的是，本发明在此申请中并不限于以下描述中阐述或附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其他实施例，并且能够以各种方式来实践或执行。同样，应理解的是，本文使用的措辞和术语是用于描述的目的而不应认为是限制性的。“包括”和“包含”以及其变体的使用旨在涵盖随后列出的项目和其等效物以及额外项目和其等效物。

具体实施方式

现在参照图1，在一个实例中，过滤器系统10可以包括上盖壳体12，所述上盖壳体提供通常矩形的顶面板14，所述顶面板在其周边处具有向下延伸的壁16，壁16在作为径向延伸的凸缘18的下唇部处终止。可以在顶面板14中提供用于排放过滤后的油21的出口20以便通过其连通。

类似的下盖壳体22(通常是上盖壳体12的镜像反射(除了出口20之外))也可以提供通常矩形的下部过滤器面板24，但是具有在作为径向延伸的凸缘28的上唇部处终止的直立侧壁26。上盖壳体12和下盖壳体22中的每一个可以是热塑性材料，并且下盖壳体22的径向延伸的凸缘28的尺寸可以使得其邻接并且例如通过振动、激光、热或其他类型的焊接附着到凸缘18，从而产生壳体组件35的封闭容积33。

提供穿过下部过滤器面板24的入口30以用于将未过滤的油32接纳到封闭容积33中。入口30可以沿横向轴线23相对于出口20偏移，所述横向轴线与组装好的上盖壳体12和下盖壳体22的最长尺寸对齐，例如以使得入口30和出口20定位在壳体35的相对末端上。

可以将过滤器袋36放置在具有外边缘34的容积33内，所述外边缘具有通常矩形的边缘。边缘34的三个侧边可夹在凸缘18与28之间，剩余的边缘与容积33的最靠近出口20的内端间隔开。过滤器袋36由在折叠边缘45处由单片的双过滤器材料折叠的上部过滤器面板38a和下部过滤器面板38b构成。折叠边缘45外部的面板的相邻边缘在外边缘34处被附着并密封在一起，从而提供可穿过下部过滤器面板38b中的开口40进入的封闭的内部容积。

开口40可以被焊接或以其他方式附着到入口30，从而使得未过滤的油32流到过滤器袋36的容积中并且必须流出上部过滤器面板38a或下部过滤器面板38b以通过出口20。过滤器袋36被定位成使得折叠边缘45更靠近出口20并且更远离进口30。

如以上所提及，过滤器袋36的沿轴线23的长度稍微小于壳体的内部容积33(由上盖壳体12和下盖壳体22形成)的沿轴线23的长度，以允许流出下部过滤器面板38b而通过折叠边缘45周围的出口20，从而到达出口20。

上部过滤器面板38a和下部过滤器面板38b中的每个被构造成一部分是粗过滤器材料42和一部分是高效过滤器材料44，所述高效过滤器材料具有较小的孔尺寸并且比粗过滤器材料42较难透过。粗过滤器材料42可以是，例如，具有相对粗结构(具有大过滤孔尺寸)的过滤介质，诸如金属织物或塑料织物，诸如针刺非纺织织物，诸如毛毡。高效过滤器材料44可以是，例如，纤维玻璃垫或细纺的丝网。本文使用的术语织物旨在包括纺织和非纺织织物。在一个实例中，粗过滤器材料42可以挡住大于20至30微米的颗粒，并且高效过滤器可以挡住大于5至10微米的颗粒。

高效过滤器材料44可以附着到粗过滤器材料42，例如，通过将两者一起接合在公共接缝46上，所述接缝划分外部接缝34内的上部过滤器面板38a和下部过滤器面板38b中的每个。该公共接缝46可以使用两种材料的超声波、激光、热或其他类型的焊接或者其他可相比的紧固方法来产生。穿过高效过滤器材料44的折叠可以形成折叠的边缘45。

通常，由高效过滤器材料44提供的过滤区域将小于粗过滤器材料42的过滤区域，以便在每个循环中过滤流过过滤器系统10的油的较少比例。

在使用中，当油冷或粘时，由于高效过滤器材料44提供的较大流动阻力，所以油将优先地流过粗过滤器材料42而非高效过滤器材料44，如由箭头49所指示。当油较热或降粘时，较大比例将流过高效过滤器材料44，如由箭头47所指示。以此方式，当油冷时，背压由于通过流过粗过滤器材料42被释放而减少，但是当油热时，可能未被粗过滤器材料42捕捉到的小颗粒(例如，灰尘、金属刨花等)被高效过滤器材料44捕捉。通过将高效过滤器材料44放置在最靠近出口20且因此沿离开容积33的油的自然路径放置，促进了加热的油的这种流动。

在可替代实施例中，过滤器袋36的上部过滤器面板38a整体地由粗过滤器材料42构成，并且下面板38b整体地由高效过滤器材料44构成。以此方式，公共接缝46被移动到折叠边缘45。在其他方面，此实施例与以上描述的过滤器袋36相同，除了在凸缘18与28之间密封在一起的公共缝46之外，还具有上部过滤器面板38a和38b的共享边缘。

现在参照图2，在可替代实施例中，单个平面的过滤器片50可以替代过滤器袋36，单个平面的过滤器片58复制上部过滤器面板38a而没有下部过滤器面板38b。单个平面的过滤器片50的整个周边37被捕捉在凸缘18与28之间(图1中示出)。此过滤器片50还包括具有类似于以上关于图1所描述的具有相对区域的粗过滤器材料42和高效过滤器材料44，使得过滤区域中的大部分由粗过滤器材料42提供。在此设计中尽管具有较少的总过滤区域，但是也获得以上关于流动47和49所描述的益处。

现在参照图3和4，在可替代实施例中，过滤器袋36可以由在折叠边缘45处折叠起来并且在接缝34处缝合的粗过滤器材料42的未断开的片构成，从而形成具有开口40的封闭的过滤器袋36。除了由单个过滤器材料构成之外，此过滤器袋36可以基本上与关于图1描述的过滤器袋36相同。随后可以将高效过滤器材料44放置在粗过滤器材料42的表面的一部分上作为贴片或嵌件。将贴片或嵌件相对于进口30朝向出口20移位到进口30与出口20之间的自然流动路径中。贴片和在贴片外的粗过滤器材料42的相对区域可以保持与以上关于图1的非重叠配置中的高效过滤器材料44和粗过滤器材料42所论述相同的比率。

现在参照图4，高效过滤器材料44可以通过在绕高效过滤器材料44的整个周边延伸的周边接缝52处焊接来附着到粗过滤器材料42。在此状况下，未过滤的油32连续流过粗过滤器材料42并且随后通过高效过滤器材料44，从而提供相同的所需高效过滤。在此设计中也可以产生流动49和47，其中流动47是通过粗过滤器材料42和高效过滤器44二者，并且流动49仅通过粗过滤器材料42。

将了解的是，图4中所示的这种重叠配置可以可替代地将高效材料44放置在粗过滤器材料42的上游(与图4中所示的下游相反)，所述高效过滤器材料44的周边焊接到粗过滤器材料44。此外，重叠过滤器材料的这种配置可能不仅适用于图3的袋实施例，而且适用于横跨过滤器容积的整个周边37的单片的粗过滤器材料42，其中高效材料44的贴片被放置到相对于粗过滤器材料42的上游或下游，并且在绕高效材料44的周边的缝处焊接到粗过滤器材料42。通常，高效材料44的边缘可以完全位于粗过滤器材料42的边缘内，或者可以与粗过滤器材料44共享一些公共的边缘。

以下权利要求中阐述本发明的各种特征。应理解的是，本发明在此申请中并不限于本文阐述的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其他实施例，并且能够以各种方式来实践或执行。以上内容的变化和修改在本发明的范围内。还应理解的是，本文披露和定义的发明扩展到通过文字和/或附图提及或证明的单个特征中的两个或更多个的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的各种可替代方面。本文描述的实施例解释已知用于实践本发明的最佳模式并且将使得本领域其他技术人员能够使用本发明。

Claims (19)

1.一种流体过滤器，包括：

提供进口和出口并且封闭其之间的容积的壳体；以及

粗过滤器织物，所述粗过滤器织物附着到精细过滤器织物，以形成插入在所述进口与所述出口之间的路径中的整体的柔性过滤器片，使得从所述进口流动到所述出口的流体穿过所述粗过滤器织物和所述精细过滤器织物二者通过所述过滤器介质。

2.如权利要求1所述的流体过滤器，其中所述整体的柔性过滤器片提供单个连续的相对的第一和第二表面。

3.如权利要求2所述的流体过滤器，其中所述粗过滤器织物与所述精细过滤器织物之间的附着接缝基本上不由所述壳体支撑。

4.如权利要求2所述的流体过滤器，其中所述粗过滤器织物与所述精细过滤器织物在无需插入的刚性结构的情况下彼此附着。

5.如权利要求4所述的流体过滤器，其中所述柔性过滤器片仅沿单个封闭的路径附着到所述壳体，从而使得从所述进口流动到所述出口的流体必须通过所述过滤器介质。

6.如权利要求5所述的流体过滤器，其中所述粗过滤器织物和所述精细过滤器织物中的至少一个是通过焊接附着到另一个的热塑性材料。

7.如权利要求5所述的流体过滤器，其中所述柔性过滤器片形成为具有开口的袋，所述开口附着到所述进口的边，并且其中仅所述粗过滤器织物附着到所述进口。

8.如权利要求5所述的流体过滤器，其中所述柔性过滤器片的外周边抵靠所述壳体的内壁被支撑。

9.如权利要求5所述的流体过滤器，其中所述精细过滤器介质仅在其边缘的一部分处附着到所述粗过滤器介质。

10.如权利要求5所述的流体过滤器，其中所述精细过滤器介质绕整个边缘周边附着到所述粗过滤器介质以抵靠所述粗过滤器介质。

11.如权利要求10所述的流体过滤器，其中所述粗过滤器介质形成为袋并且所述精细过滤器介质是所述袋上的贴片。

12.如权利要求1所述的流体过滤器，其中所述精细过滤器介质位于比所述粗过滤器介质更靠近所述出口。

13.如权利要求1所述的流体过滤器，其中所述容积具有沿平面的最大范围，并且其中所述进口与出口在所述平面的相对侧面上沿所述平面彼此偏移。

14.一种制造流体过滤器的方法，所述流体过滤器是具有：

提供进口和出口并且封闭其之间的容积的壳体；以及

粗过滤器织物，所述粗过滤器织物附着到精细过滤器织物，以形成插入在所述进口与所述出口之间的路径中的整体的柔性过滤器片，使得从所述进口流动到所述出口的流体穿过所述粗过滤器织物和所述精细过滤器织物二者通过所述柔性过滤器片的这种类型的流体过滤器，所述方法包括以下步骤：

(a)沿减少的接缝路径将粗过滤器织物附着到精细过滤器织物，以提供单个整体的柔性过滤器片；以及

(b)在步骤(a)之后，沿单个封闭的路径将所述柔性过滤器片附着到所述容积内的所述壳体，从而使得从所述进口流动到所述出口的流体必须通过所述柔性过滤器片。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述粗过滤器织物与所述精细过滤器织物通过焊接彼此附着。

16.如权利要求14所述的方法，其包括以下步骤：将所述柔性过滤器片本身折叠起来并且附着相邻的边缘以形成封闭的袋，在所述柔性过滤器片中切出孔，以及在步骤(b)将所述孔的边缘附着到所述进口的边。

17.如权利要求14所述的方法，其中在步骤(b)，所述柔性过滤器片的外周边被附着到所述壳体的内壁上。

18.如权利要求14所述的方法，其中在步骤(a)，所述精细过滤器介质在其边缘的仅一部分处附着到所述粗过滤器介质。

19.如权利要求5所述的方法，其中在步骤(a)，所述精细过滤器介质绕整个边缘周边附着到所述粗过滤器介质以抵靠所述粗过滤器介质。