CN105327569A - 多套筒过滤器接合器和接口系统以及方法 - Google Patents

多套筒过滤器接合器和接口系统以及方法 Download PDF

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Abstract

一种用于过滤套筒的附接系统，所述系统可包括：顶盖，所述顶盖被构造成附接至过滤套筒；位于所述顶盖上的配合突起；至少一个锁定突起，所述至少一个锁定突起以远离所述配合突起的方式径向地突出；以及基部部分，所述基部部分在第一侧上限定出围绕所述配合突起的环形平坦表面，并且所述基部部分被构造成在第二侧上附接至过滤套筒。一种用于将过滤套筒附接至过滤器组件的方法，所述方法可包括：提供过滤套筒的顶盖上的锁定突起；围绕所述顶盖的配合突起布置弹簧；形成位于所述弹簧和所述锁定突起之间的环形凹槽；以及将所述顶盖配置成所述过滤套筒的一部分。

Description

多套筒过滤器接合器和接口系统以及方法
技术领域
本发明通常涉及气体或液体过滤器组件。更具体地，本发明涉及用于在气体过滤器组件中附接新的或替换用的过滤套筒的方法和装置。
背景技术
气体或液体过滤器组件经常使用用于过滤气体或液体的过滤媒质。在过滤操作期间，微粒或其它杂质逐渐渗透至过滤器媒质中，所述微粒或其它杂质阻塞媒质并且导致穿过媒质的压力损失的增加。一旦过滤媒质达到一定的压力降，就有必要更换新过滤套筒(cartridge)以将压力损失保持在最小的程度。现有的方法使用螺纹杆(通常称为拉杆)来将过滤套筒附接至附接板(容器密封板)以及用于将套筒密封至附接板的垫圈或O形圈，或使用底部端盖上的机架(spider)来将过滤套筒固定在合适的位置。
更换气体或液体过滤系统中的过滤媒质具有缺点。举例而言，更换过滤媒质所花费的时间导致过滤系统不能被用于气体过滤。此外，过滤媒质必须被小心地更换，以确保经过过滤和未经过滤的气体或液体不在更换期间和/或更换之后被混合。
为了提供一种更换过滤媒质的快捷、有效和安全的方法，可使用过滤套筒。在使用过滤套筒时，应当十分小心以确保过滤套筒被正确地安装和密封，从而使未经过滤的气体或液体不与过滤器组件中的经过过滤的气体混合。在一些示例中，期望对大量的气体或液体进行过滤。在这些示例中，过滤器组件可使用并列的多个过滤套筒来过滤气体或液体。
因此，期望提供一种对现有技术进行改进的过滤套筒附接系统。经改进的系统快捷、易于使用、相对便宜，并且能够以密封的方式安装，从而避免经过滤和未经过滤的气体或液体的混合。
发明内容
本发明在很大程度上满足了上述需求，在本发明的一个方面中，通过一些实施例提供了一种过滤系统和方法，所述过滤系统和方法快捷且易于使用、相对便宜并且能够以密封的方式安装，从而避免经过滤和未经过滤的气体或液体的混合。
根据本发明的一个实施例，一种用于过滤套筒的附接系统可包括：顶盖，所述顶盖被构造成附接至过滤套筒；位于所述顶盖上的配合突起；至少一个锁定突起，所述至少一个锁定突起以远离所述配合突起的方式径向地突出；以及基部部分，所述基部部分在第一侧上限定出围绕所述配合突起的环形平坦表面，并且所述基部部分被构造成在第二侧上附接至过滤套筒。
根据本发明的另一实施例，一种用于将过滤套筒附接至过滤器组件的方法可包括：提供过滤套筒的顶盖上的锁定突起；围绕所述顶盖的配合突起布置弹簧；形成位于所述弹簧和所述锁定突起之间的环形凹槽；以及将所述顶盖配置成所述过滤套筒的一部分。
根据本发明的又一实施例，一种用于过滤套筒的附接系统可包括：顶盖，所述顶盖被构造成附接至过滤套筒；位于所述顶盖上的配合突起；用于将所述顶盖锁定至锁定板的装置，所述装置以远离所述配合突起的方式径向地突出；以及用于将所述顶盖附接至过滤套筒的装置，所述装置具有基部部分，所述基部部分在第一侧上限定出围绕所述配合突起的环形平坦表面，并且所述基部部分被构造成在第二侧上附接至所述过滤套筒。
因此，本文已经概括地(而不是宽泛地)描述了本发明的特定实施例，以便本发明的详细说明在此可被更好地理解并且以便本发明对本领域的贡献可以更好地被理解。当然，本发明的另外的实施例将在下文描述并且将形成本发明的从属权利要求的主题。
在这方面，在详细地说明本发明的至少一个实施例之前，应明白，本发明在本发明的应用中并不限于以下说明中陈述的或附图中示出的构造的细节和部件的布置。本发明能够为除了所描述的那些实施例以外的实施例并且能够以多种方式被实践和执行。并且，应当理解的是，本文中所使用的用语和术语以及摘要是为了进行描述并且不应当认为是限制性的。
照此，本领域技术人员应理解，本公开内容所基于的设想可容易地被用作用于设计执行本发明的数个目的的其它结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，权利要求被认为包括这种等价构造，只要其不超出本发明的精神和范围。
附图说明
图1为气体或液体处理组件的横截面视图，图中示出了包括壳体的气体处理器组件，所述壳体容纳有多个根据本发明公开的一个实施例的过滤套筒；
图2和图3为根据一个实施例的过滤套筒的轴测视图；
图4和图5为根据另一实施例的过滤套筒的轴测视图；
图6为根据一个实施例的顶盖的轴测视图；
图7为根据另一实施例的顶盖的轴测视图；
图8为根据一个实施例的过滤套筒组件的底盖的轴测视图；
图9为根据另一实施例的过滤套筒组件的底盖的轴测视图；
图10和图11为根据一个实施例的接合器的轴测视图；
图12和图13为根据另一实施例的接合器的轴测视图；
图14为根据一个实施例的附接板的局部放大视图；
图15为根据一个实施例的附接板的轴测视图；
图16为根据另一实施例的附接板的轴测视图；
图17为根据一个实施例的过滤套筒的局部轴测剖视图，其中，过滤套筒附接到安装在附接板上的接合器。
具体实施方式
将参照附图来说明多种实施例，附图中相同的附图标记始终代表相同的部件。根据本发明的一个实施例，提供了一种过滤系统和方法，所述过滤系统和方法快捷且易于使用、相对便宜并且能够以密封的方式安装，从而避免经过滤和未经过滤的气体或液体的混合。
图1中示出了本发明的装置一个实施例。以横截面示出了气体或液体处理组件10，以便能够观察到内部部件和气体或液体流动方向。气体或液体处理组件10包括壳体12，所述壳体12具有用于接收未经过滤的气体或液体(例如，空气)的入口14以及用于排出经过滤的气体或液体的出口16。图1中示出的箭头示出根据本公开的实施例的大致的行进方向。
多个过滤套筒18被容纳在壳体12之内。多个过滤套筒18被附接至位于壳体12之内的密封板和/或附接板20。套筒附接板120不仅将过滤套筒18固定，而且提供了将经过过滤的和未经过滤的气体或液体隔离的障壁。多种实施例的尺寸可被设置成容纳不同数量的过滤套筒18，以便取得所期望的过滤能力。在图1所示的实施例中，未经过滤的空气进入到入口14中并且通过过滤套筒18的顶盖26(例如，在图6和图7中示出)中的开口流入到过滤套筒18中。气体或液体流动穿过过滤套筒18的可透过侧部24。可透过侧部24可包括过滤媒质，使得气体在穿过可透过侧部24时被过滤。在流动穿过可透过侧部24之后，气体通过出口16流出壳体12。在审阅本公开之后，领域内的普通技术人员将理解的是，气流在其它实施例中可以是反向的。换言之，气体可从外部穿过过滤媒质或可透过侧部24，并且净化的气体随后将通过顶盖26中的孔流动穿过过滤套筒18的中心。
过滤套筒18包括顶盖26，所述顶盖26以下文中详细说明和示出的方式附接至套筒附接板20。过滤套筒18还包括底盖28。过滤媒质(可透过侧部24)位于顶盖26和底盖28之间。
图2和图3为根据一个实施例的过滤套筒18的从不同角度观察的透视图。过滤套筒18包括位于过滤套筒18的顶部30处的顶盖26。底盖28位于过滤套筒18的底部32处。顶盖26和底盖28被附接至可透过侧部24，如上所述，所述可透过侧部24可包括过滤媒质。顶盖26和底盖28可由塑料、金属(例如，铝)或其它任何合适的材料制成。
图4和图5示出根据本发明第二实施例的不同角度观察的透视图。过滤套筒18包括位于过滤套筒18的顶部30和底部32处的顶盖34和底盖36。顶盖34和底盖36可由铝制成。尽管本文中说明的盖36、28、34、36为塑料或铝，领域内技术人员应理解的是，这是示例性的并且不对制成盖26、28、34和36的材料构成限制。可根据本公开使用任何合适的材料。图4和图5中示出的实施例中的可透过侧部24可包括附加的特征网纹(netting)38，所述网纹38有助于容纳可透过侧部24。
图6和图7为根据不同实施例的顶盖26和34的透视图。图6的顶盖26和图7的顶盖34之间的主要区别在于：图6的顶盖26由塑料制成，图7的顶盖34由铝制成。由于两个实施例非常相似，所以将同时对它们进行说明。任何其他小的差异将在下文中指出。顶盖26和34位于过滤套筒18的顶部30处。顶盖26和34包括附接突起40，所述附接突起40使得顶盖26和34(以及进而使过滤套筒18)能够附接至套筒附接板20(如图1所示)。附接突起40有助于提供通至过滤套筒18的内部43的流体通道。附接突起40可包括倒棱边缘42。附接突起40还可包括锁定突起44，所述锁定突起44绕附接突起40环形分布。锁定突起44的数量可根据多种装置或实施例发生变化。举例而言，图6和图7中示出的锁定突起的量不同。锁定突起44可以呈围绕附接突起40的雉堞状(castellated)布置。
顶盖26和34还包括顶盖面46，正如所示的，顶盖面46可包括围绕附接突起40的大致平坦的部分。在一些实施例中，波形弹簧48可被设置在围绕附接突起40的顶盖面46上。附接突起40可包括一个或多个凹槽50。凹槽50可容纳弹性材料(例如，O形圈52)。
图8和图9示出根据不同实施例的底盖28和36。底盖28和36分别可由塑料和铝制成。在其它实施例中，也可以使用其它合适的材料。底盖28、36可具有凸出的周界54，所述周界54的尺寸被设置成适配于过滤套筒18的可透过侧部24。一些实施例可包括所示的凸出的中心突起56。
图10和图11为接合器58的从不同角度观察的透视图，所述接合器58被用作根据第一实施例使用的顶盖26和套筒附接板20之间的居间部件。图12和图13为接合器58的从不同角度观察的透视图，所述接合器58被用作根据所示第二实施例使用的顶盖34和套筒附接板20之间的居间部件。图10和图11示出的接合器58与图12和图13示出的接合器58之间的主要区别在于锁定突起44的数量，接合器58被构造成容纳并与所述锁定突起44配合。由于区别很小，将同时对图10到13中所示的接合器58进行说明。
接合器58装备有多个座部60。座部60围绕位于接合器58中的内孔61环形分布。每个座部60被构造成：用于图6和图7中所示的锁定突起44中的一个的座部。座部60包括径向突起62。径向突起62呈雉堞状，因此每个径向突起62与径向空隙63相交替。径向突起62和径向空隙63的尺寸被设置成：当附接突起40向上移动穿过中心孔61时，锁定突起44可移动穿过空隙63。一旦锁定突起44离开(clear)接合器58，过滤套筒18可被旋转并且随后下降，致使锁定突起44被坐置在座部60上。如果锁定突起44试图过度旋转，它们将被第一锁定突脊64阻挡。第二锁定突脊66有助于将锁定突起44保持在座部60中。
接合器58还可包括接合器锁定结构68，所述接合器锁定结构68在一些实施例中可以呈锁定突起68的形式。尽管接合器锁定结构68在本文中被示出和描述为突起，但是也可以使用其它合适的锁定结构来将接合器58旋转地锁定至板20。在所示的实施例中，锁定突起68位于接合器58的外周界上。接合器58还可包括密封凹槽69和环形保持凹槽70，所述密封凹槽69围绕接合器58环形地延伸，所述环形保持凹槽70也围绕接合器58环形地延伸。在图10至图13中示出的实施例中，接合器58可包括环形唇缘72，所述环形唇缘72在一些实施例中还可有助于限定接合器锁定突起68。
图14为套筒附接板20的局部放大透视图。图14的套筒附接板20的局部放大透视图与图15或图16的实施例中示出的附接板20一致。
图15中示出的附接板20大致为具有一个平直侧部84的圆形板。板20包括板孔74。正如将关于图17进一步详细说明的，过滤套筒18经由板孔74附接至板20。图16中示出的附接板20与图15中的附接板20相似，除了图16中的附接板20是圆形的并且不具有平直侧部84。领域内的普通技术人员在审阅本公开之后将理解的是：可根据本公开使用针对附接板20的多种形状。图16中示出的附接板20还具有多个板孔74。如图14所示，板孔74包括第一直径孔76，所述第一直径孔76形成凸台78。第二直径孔80为通孔。附接板20还可包括与图10至图13中所示的接合器锁定结构68相对应的相应锁定结构82。
图17示出过滤套筒18如何附接至套筒附接板20。接合器58附接至密封板20，并且过滤套筒18的顶盖26、34附接至接合器58。可透过侧部和过滤媒质24为在图17中示出，以便避免图中过于拥挤。
接合器58被安置在密封板20的板孔74中，使得接合器58的环形唇缘72靠置在由第一直径孔76的周界限定的凸台78上。接合器锁定突起68被安装到板接合器锁定结构82中。将接合器锁定结构68安装到板锁定结构82中，可防止接合器58在板孔74中旋转。弹性材料88(例如O形圈或其它弹性材料)可被安置在环形唇缘72和凸台78之间。在一些实施例中，这种弹性材料88可向上推动接合器58并且使接合器58沿箭头A标示的方向远离密封板20。由于被弹性材料88和保持环90推动，接合器58被保持在合适的位置并且被防止向上移出密封板20。保持环90可以简单地为卡环或可安装到接合器58的保持凹槽70中的任何其它合适类型的保持器。
在一些实施例中，附加的弹性材料(可以是O形圈86)可在密封板20和接合器58之间被安装到接合器58中安装有的环形凹槽69中。所述弹性材料86可被用于提供接合器58和密封板20之间的密封功能。所述密封将有助于防止未经过滤的气体与经过过滤的气体混合。
通过将锁定突起44与径向空隙63对准，顶盖26、34被安装到接合器58。过滤套筒18的顶盖26、34随后可被向上移动(如箭头A所示)，使得附接突起40延伸穿过接合器58中的中心孔61。附接突起40可延伸穿过中心孔61，以使波形弹簧48被压缩在接合器58和顶面46之间。随后，顶盖26、34和过滤套筒18可沿箭头B标示的方向旋转，使得锁定突起44与座部60对准。第一锁定突脊64将防止锁定突起44过度旋转。第二锁定突脊66将有助于维持锁定突起44使其位于座部60中。随后，顶盖26、34可沿与箭头A相反的方向被轻微地移动，以便将锁定突起44坐置到座部60中。在一些实施例中，当锁定突起44被坐置到座部60中时，波形弹簧48将依然被轻微地压缩。
在一些实施例中，弹性材料(可以是O形圈52)可被安置在附接突起40中的凹槽50中(如图17中所示)。所述弹性材料52可被用于帮助建立顶盖26、34与接合器58之间的密封，借此将经过过滤的气体与未经过滤气体密封地隔离。
尽管本说明书和附图说明了凹槽、弹性材料、突起以及类似物的特定的几何形状和位置，但是领域内的普通技术人员在审阅本公开之后应理解的是：这些特定的位置和几何形状是示例性的并且可被修改而仍属于本公开的范围之内。举例而言，可使用更多或更少的锁定突起44与相应的座部60。弹性材料可如所示的那样被置于凹槽中，或处于位于相反部分的凹槽中。举例而言，虽然所示出的凹槽50被置于附接突起40上，但是凹槽50也可以被容易地置于接合器58上。在根据本公开的一些实施例中，其它凹槽和突起也可以被倒置。
本发明的许多特征和优点通过详细的说明而变得更加清楚，并且因此，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的实质精神和范围内的本发明的所有这种特征和优点。此外，因为本领域技术人员容易想到许多修改和变形，所以不希望将本发明限制在所示的和所描述的精确构造和操作中，并且因此，所有适当的修改和等价物都可被认为落入本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种用于过滤套筒的附接系统，包括：
顶盖，所述顶盖被构造成附接至过滤套筒；
位于所述顶盖上的配合突起；
至少一个锁定突起，所述至少一个锁定突起以远离所述配合突起的方式径向地突出；以及
基部部分，所述基部部分在第一侧上限定出围绕所述配合突起的环形平坦表面，并且所述基部部分被构造成在第二侧上附接至过滤套筒。
2.根据权利要求1所述的附接系统，进一步包括：位于所述基部部分和所述配合突起之间的环形凹槽。
3.根据权利要求2所述的附接系统，进一步包括：位于所述环形凹槽中的O形圈。
4.根据权利要求1所述的附接系统，进一步包括：位于所述基部部分的所述平坦表面上的波形弹簧。
5.根据权利要求1所述的附接系统，其中，所述顶盖由铝制成。
6.根据权利要求1所述的附接系统，进一步包括：环形的接合器，所述接合器的尺寸被设置成：允许所述顶盖的配合突起被安装到所述接合器限定的孔中。
7.根据权利要求6所述的附接系统，进一步包括：所述接合器上的座部，所述座部的位置和尺寸被设置成：容纳锁定突起。
8.根据权利要求7所述的附接系统，进一步包括：位于所述座部的一侧的第一锁定突脊和位于所述座部的另一侧的第二锁定突脊。
9.根据权利要求6所述的附接系统，进一步包括：位于所述接合器的圆周部分上的接合器锁定特征。
10.根据权利要求6所述的附接系统，进一步包括：由所述接合器限定的第一环形凹槽。
11.根据权利要求10所述的附接系统，进一步包括：由所述接合器限定的第二环形凹槽。
12.根据权利要求10所述的附接系统，进一步包括：附接板，所述附接板限定出具有第一直径和第二直径的孔，其中，所述孔的尺寸被设置成容纳所述接合器。
13.根据权利要求12所述的附接系统，进一步包括：位于所述接合器的第二凹槽中的保持环以及坐置在一台阶部分上的孔内将接合器推出所述孔的弹性环，所述台阶部分由所述孔的第一直径和第二直径之间的变化限定，其中，所述接合器被所述保持环保持在所述孔内。
14.根据权利要求13所述的附接系统，其中，当锁定盖被布置在所述接合器中时，弹簧被压缩并且将所述锁定盖推出所述接合器，但是由于所述锁定盖上的锁定突起被坐置在所述接合器的座部中，使得所述锁定盖被保持在所述接合器中。
15.根据权利要求14所述的附接系统，进一步包括：位于所述接合器的第一环形凹槽中的弹性元件，所述弹性元件提供锁定板和接合器之间的密封。
16.根据权利要求14所述的附接系统，进一步包括：位于布置在所述基部部分和所述顶盖的配合部分之间的环形凹槽中的弹性元件。
17.根据权利要求14所述的附接系统，进一步包括：具有入口和出口的壳体，其中，所述壳体容纳所述附接板、所述接合器和附接至过滤套筒的所述顶盖。
18.一种用于将过滤套筒附接至过滤器组件的方法，包括：
提供过滤套筒的顶盖上的锁定突起；
围绕所述顶盖的配合突起布置弹簧；
形成位于所述弹簧和所述锁定突起之间的环形凹槽；以及
将所述顶盖配置成所述过滤套筒的一部分。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：
提供接合器，以将过滤套筒容纳、锁定和密封到附接板；
将第一阻挡突脊布置在所述接合器上的锁定套筒座部的一个端部处，并且将第二阻挡突脊布置在所述座部的另一端部处；
形成所述附接板中的孔，其中，所述孔具有第一直径和第二直径，使得第一直径和第二直径之间的台阶部分提供了用于接合器的座部；以及
形成所述接合器上的锁定突起，以便将所述接合器锁定至所述附接板。
20.一种用于过滤套筒的附接系统，包括：
顶盖，所述顶盖被构造成附接至过滤套筒；
位于所述顶盖上的配合突起；
用于将所述顶盖锁定至锁定板的装置，所述装置以远离所述配合突起的方式径向地突出；以及
用于将所述顶盖附接至过滤套筒的装置，所述装置具有基部部分，所述基部部分在第一侧上限定出围绕所述配合突起的环形平坦表面，并且所述基部部分被构造成在第二侧上附接至所述过滤套筒。
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