CN107921342B - 空气过滤装置 - Google Patents

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Abstract

描述了具有壳体壁表面不规则部的过滤壳体。该表面不规则部位于壳体的内壁和/或壳体壁的轴向端部上。表面不规则部可以是，例如，凹槽、肋、凸起等。该表面不规则部通过防止未经认可的替换过滤元件形成抵靠壳体壁内表面或轴向端部的替换密封表面的密封来提供发动机完整性保护(EIP)特征。

Description

空气过滤装置
相关申请的交叉引用
本申请要求申请号为62/209,162，名称为“空气过滤装置(AIR FILTERARRANGEMENT)”的美国临时专利申请的优先权，其内容通过引用整体并入本文并用于所有目的。
技术领域
本申请涉及过滤系统。
背景技术
内燃机通常燃烧燃料(例如汽油，柴油，天然气等)和空气的混合物。在进入发动机之前，进气通常穿过具有过滤元件的空气过滤系统，以在输送至发动机之前从进气除去污染物(例如颗粒，灰尘，水等)。如果允许污染物进入发动机，可能会造成发动机的损坏和潜在的故障。过滤元件通常包括过滤介质。当空气穿过过滤介质时，过滤介质去除流体中的至少一部分污染物。过滤元件抵靠过滤系统壳体密封，以防止空气绕过过滤元件。图1示出了过滤元件和过滤壳体之间的两个传统的密封机构。如图1所示，过滤元件可以经由径向密封构件104、轴向密封构件106或该两个密封机构的组合来密封抵靠壳体壁102，径向密封构件104径向抵靠壳体壁的内表面，轴向密封构件106轴向压靠壳体壁102的轴向端。
过滤元件需要定期更换。当过滤元件过滤空气时，过滤介质分离并捕集空气中的一部分污染物。被捕获的污染物增加了过滤系统的限制，从而增加了由过滤系统引起的压降。在阈值量的污染物被捕获之后，由过滤元件引起的压降对于发动机变得太大而使发动机不能有效地运行。在这时或在这之前，应该更换过滤元件。为确保发动机正常运行和设备安全，应在过滤系统壳体内安装合适的替换过滤元件。如果错误类型的过滤元件(例如，未经认可的过滤元件)被放置在过滤系统中，则非期望量的污染物可能穿过过滤系统并进入发动机，从而增加发动机损坏的风险。举例来说，未经认可的过滤元件可能使用与认可的原始类型的过滤元件不同的密封机构。不同的密封机构可能使用壳体的替代密封表面。例如，如果认可的过滤元件利用轴向密封，则未经认可的过滤元件可能利用径向密封。类似地，如果认可的过滤元件利用径向密封，则未经认可的过滤元件可能利用轴向密封。这些替代密封表面可能不受原制造商控制和检查。因此，不同的密封机构可能不能提供足够的密封。
发明内容
一个示例实施例涉及一种过滤系统。所述过滤系统包括过滤壳体和位于所述过滤壳体内的可移除的过滤元件。所述过滤系统还包括在过滤壳体表面的一部分上的至少一个表面不规则部，其防止在表面的该部分上形成密封。
另一个示例实施例涉及一种过滤系统壳体。该过滤系统壳体包括形成内部隔室的过滤壳体，所述内部隔室被构造成接收过滤元件。过滤系统壳体还包括可移除地联接到壳体主体的壳体盖。过滤系统壳体包括在过滤壳体主体表面的一部分上的至少一个表面不规则部，其防止在表面的该部分上形成密封。
从下面结合附图的详细描述中，这些和其他特征以及其操作和组织方式将变得明显，其中在下面描述的几个附图中，相同的元件具有相同的标号。
附图简要说明
图1示出现有技术的空气过滤系统壳体和可能的过滤元件密封机构的剖视图。
图2示出根据一个示例实施例的空气过滤系统壳体的剖视图。
图3示出根据另一个示例实施例的空气过滤系统的剖视图。
图4至图7示出图3的空气过滤系统壳体的表面不规则部的各种构造。
图8示出根据另一示例实施例的空气过滤系统的剖视图。
图9至图12示出图8的空气过滤系统壳体的表面不规则部的各种构造。
具体实施方式
总体上参考附图，描述了具有壳体壁表面不规则部的过滤壳体。表面不规则部位于壳体的内壁和/或壳体壁的轴向端部上。该表面不规则部可以包括，例如，凹槽、肋、凸起等。通过防止未经认可的替换过滤元件(并且因此过滤元件可能没有适当设计的密封机构)形成抵靠任选的壳体壁内表面或轴向端部的密封表面的密封，该表面不规则部提供了发动机完整性保护(EIP)特征。例如，如果认可的过滤元件与过滤系统壳体形成轴向密封，该表面不规则部可被定位成防止被设计成与壳体形成径向密封的过滤元件安装在过滤系统中。类似地，如果认可的过滤元件与壳体形成径向密封，该表面不规则部可以定位成以防止设计成与壳体形成轴向密封的过滤器元件被安装在过滤系统中。
参考图2，示出了根据一个示例实施例的空气过滤系统的壳体200的剖视图。壳体200示出了总体概念，该概念在下文参照图3-12进一步详细描述。壳体200是图1的壳体102的修改版本。壳体200包括表面不规则部，该表面不规则部防止潜在的未经认可的替换滤芯抵靠壳体200形成密封。具体地，壳体200包括位于壳体200的内壁上的径向表面不规则部202。该径向表面不规则部202可包括例如，肋，切口(notch)，凹槽，凸块等。该径向表面不规则部202防止壳体200在径向表面不规则部202位置处的内壁上形成径向密封。壳体202还包括位于壳体200的轴向端部上的轴向表面不规则部204。轴向表面不规则部204可包括例如，突起，切口，凹槽，凸起等。轴向表面不规则部204防止壳体200在轴向表面不规则部204位置处的轴向端部上形成轴向密封。因此，表面不规则部202和204可用于防止具有未经认可的密封机构的过滤元件安装在壳体200内。例如，如果认可的过滤元件与过滤系统壳体200形成轴向密封，则径向表面不规则部202可定位成防止非认可的被设计成与壳体200形成径向密封的过滤元件在壳体200内正常运行。类似地，如果认可的过滤元件与壳体200形成径向密封，则轴向表面不规则部204可用于防止未经认可的被设计成与壳体200形成轴向密封的过滤元件在壳体200内正常运行。
参考图3，示出了根据一个示例实施例的空气过滤系统300的剖视图。空气过滤系统300包括过滤壳体302和可替换的过滤元件304。可替换的过滤元件304通过盖306固定在过滤壳体302内。过滤元件304包括围绕中央支撑芯件310的过滤介质308。在一些布置中，过滤介质308是卷绕(wound)过滤介质。过滤元件304包括抵靠过滤介质308密封的周向环312。周向环312包括轴向密封构件314。轴向密封构件314与壳体302的轴向端部表面形成轴向密封。在一些布置中，当盖306被固定到壳体302上时，轴向密封构件314被保持在抵靠壳体302的轴向端部表面的压缩状态。
可替换的过滤元件304是授权的过滤元件。这样，可替换的过滤器元件304被配置成抵靠壳体302密封并且从穿过过滤系统300的被过滤的空气中去除足够量的污染物。维修过滤系统300的技术人员可能试图将未经认可的过滤元件装配到壳体302中，未经认可的过滤元件例如是被构造成与壳体302形成径向密封的过滤元件。为了防止与壳体302形成径向密封的未经认可的过滤元件被安装到壳体302中，壳体302包括沿着壳体302的内壁的表面不规则部。该表面不规则部可包括，如肋，切口，凹槽，凸起或其组合。表面不规则部防止壳体302在径向表面不规则部的位置的内壁上形成径向密封。下面参照图4-7进一步详细描述表面不规则部的具体布置。
如图4所示，在一些布置中，壳体302的表面不规则部包括切口402和肋404。切口402和肋404防止在切口402和肋404上形成抵靠壳体302的径向密封。虽然示出为包括切口402和肋404，壳体302可仅包括切口402或仅包括肋404。如图5所示，在其他布置中，壳体302的表面不规则部包括多个囊件(pocket)502。囊件502在壳体302中形成盲孔。囊件502防止在囊件502上形成抵靠壳体302的径向密封。如图6所示，在进一步的配置中，壳体302的表面不规则部包括多个凸块602。凸块602防止在凸块602上形成抵靠壳体302的径向密封。如图7所示，在另外的配置中，壳体302的表面不规则部包括多个囊件502和多个凸起602。囊件502和凸起602防止在囊件502和凸起602形成抵靠壳体302的径向密封。在另外的布置中，壳体302的表面不规则部可包括切口402，肋404，囊件502和凸块602的任何组合。
图8是根据一个示例实施例的空气过滤系统800的剖视图。过滤系统800类似于过滤系统300。空气过滤系统800包括过滤壳体802和可替换的过滤元件804。可替换的过滤元件804通过盖806固定在过滤壳体802内。过滤元件804包括围绕中央支撑芯件810的过滤介质808。在一些布置中，过滤介质808是卷绕的过滤介质。过滤元件804包括抵靠过滤介质808密封的周向环812。周向环812包括径向密封构件814。在一些布置中，当盖806固定到壳体802时，径向密封构件814被保持在抵靠壳体802的内壁的压缩状态。
可更换的过滤元件804是经认可的过滤元件。这样，可更换的过滤元件804配置为抵靠壳体802密封并且移除通过过滤系统800过滤的空气中的足够量的污染物。维修过滤系统800的技术人员可能试图将未经认可的过滤元件装配到壳体802内，未经认可的过滤元件例如是被构造成与壳体802形成轴向密封的过滤元件。为了防止与壳体802形成轴向密封的未经认可的过滤元件被安装到壳体802中，壳体802包括沿壳体802的轴向端部的表面不规则部。该表面不规则部可包括，例如，肋，切口，凹槽，凸起或其组合。表面不规则部防止在该表面不规则部的位置的壳体802的轴向端部上形成轴向密封。下文参照图9-12进一步详细描述表面不规则部的具体布置。
在一些布置中，如图9所示，壳体802的表面不规则部包括波形切口902。波形切口902防止在波形切口902上形成抵靠壳体802的轴向端部的轴向密封。在其他布置中，如图10所示，壳体802的表面不规则部加工有锯齿形切口1002。锯齿形切口1002防止在锯齿形切口1002上形成抵靠壳体802的轴向端部的轴向密封。在进一步的布置中，如图11所示，壳体802的表面不规则部包括突起1102和切口1104。尽管示出为仅包括一个突起1102和一个切口1104，但应当理解的是，壳体802可以包括多个突起1102和多个切口1104。突起1102和切口1104防止在突起1102和切口1104上形成抵靠壳体802的轴向端部的轴向密封。在另外的布置中，如图12所示，壳体802的表面不规则部包括波形切口902的部分和锯齿形切口1002的部分。波形切口902的部分和锯齿形切口1002的部分防止在波形切口902的部分和锯齿形切口1002的部分上形成抵靠壳体802的轴向密封。在另外的布置中，壳体802的表面不规则部可包括波形切口902，锯齿形切口1002，凸起1102和切口1104的任意组合。
上述具有壳体壁表面不规则部的过滤壳体为过滤系统提供EIP特征。该表面不规则部防止未经认可的替换过滤元件形成抵靠壳体壁内表面或轴向端部的密封。因此，该表面不规则部防止了未经认可的替换过滤元件的正常运行，从而阻止在每个过滤系统中使用未经认可的替换过滤元件。尽管全文以空气过滤系统进行描述，但是可以将相同或相似的密封妨碍机构(即，壳体表面不规则部)应用于其他类型的过滤系统，例如燃料过滤系统、润滑剂过滤系统、水过滤系统、液压流体过滤系统等。
应该注意的是，本文用于描述各种实施例的术语“示例”的任何使用旨在表示这样的实施例是可能的实施例的可能示例、表示和/或说明(并且这样的术语不旨在暗示这样的实施例是必然特别的或是最好的示例)。
本文所用的术语“联接”，“连接”等意在表示两个构件相互直接或间接接合。这种接合可以是静止的(例如永久的)或可移动的(例如可移动的或可释放的)。这种接合可以由两个构件或两个构件和任意附加的中间构件相互整体形成单个整体来实现，或由两个构件或两个构件和任意附加的中间构件与这两个构件或这两个构件和任意附加的中间构件相互连接来实现。
本文引用的元件的位置(例如，“顶部”，“底部”，“上”，“下”等)仅仅用于描述附图中各元件的方向。应当指出的是，各种元件的方向可以根据其它示例性实施例而不同，并且这种变化被考虑为由本公开所涵盖。
需要特别注意的是，各种示例性实施例的结构和布置仅仅是说明性的。尽管只有几个实施例在本公开被详细描述，本领域的技术人员在阅读了本公开的内容之后将容易理解，不脱离本文描述的主题的新颖性教导和优点的许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、方向等的变化)。例如，示出为整体形成的各元件可以由多个部件或元件构成，各元件的位置可以被相反或以其他方式改变，以及性质、离散元件的数目或位置可以改变或变化。任何加工步骤或方法步骤的顺序或序列可以根据各优选实施例来改变或重新排序。各示例性实施例的设计、操作条件和布置也可以在不脱离本发明的主旨范围内做出其他各种替换、修改、变化和省略。

Claims (6)

1.一种过滤系统，其特征在于，包括：
过滤壳体；
可移除过滤元件，所述可移除过滤元件定位在所述过滤壳体内；以及
位于所述过滤壳体的第一表面的一部分上的至少一个第一表面不规则部，所述第一表面不规则部防止在所述第一表面的所述部分上形成第一密封，其中所述过滤壳体的所述第一表面是所述过滤壳体的轴向端部表面，以及
位于所述过滤壳体的第二表面的一部分上的至少一个第二表面不规则部，所述第二表面不规则部防止在所述第二表面的所述部分上形成第二密封，其中所述过滤壳体的所述第二表面是所述过滤壳体的内壁表面；
当可移除的过滤元件位于过滤壳体内部时其中所述至少一个第一表面不规则部防止在所述第一表面的所述部分上形成轴向密封；
当可移除的过滤元件位于过滤壳体内部时其中所述至少一个第二表面不规则部防止在所述第二表面的所述部分上形成径向密封。
2.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述至少一个第一表面不规则部包括切口、凸起、肋、凹槽、凸块或囊件中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述可移除的过滤元件包括径向密封构件，所述密封构件在所述过滤壳体的位置在所述可移除的过滤元件与所述壳体的内壁表面之间形成密封，所述位置与所述表面的所述轴向端部是不同位置。
4.一种过滤系统壳体，其特征在于，包括：
过滤壳体主体，所述过滤壳体主体形成内部隔室，所述内部隔室构造为接收过滤元件；
壳体盖，所述壳体盖可移除地联接到所述壳体主体；以及
位于所述过滤壳体主体的第一表面的一部分上的至少一个第一表面不规则部，该第一表面不规则部防止在所述第一表面的所述部分上形成第一密封，其中所述过滤壳体的所述第一表面是所述过滤壳体的轴向端部表面，以及
位于所述过滤壳体的第二表面的一部分上的至少一个第二表面不规则部，所述第二表面不规则部防止在所述第二表面的所述部分上形成第二密封，其中所述过滤壳体的所述第二表面是所述过滤壳体的内壁表面；
其中当所述过滤元件定位在所述过滤壳体内时，所述过滤元件防止与所述过滤壳体的所述第二表面的一部分形成径向密封，以及
当所述过滤元件位于过滤壳体内部时其中所述至少一个第一表面不规则部防止在所述轴向端部表面上形成轴向密封。
5.根据权利要求4所述的过滤系统壳体，其特征在于，所述至少一个第一表面不规则部包括切口、凸起、肋、凹槽、凸块或囊件中的至少一个。
6.根据权利要求4所述的过滤系统壳体，其特征在于，所述过滤元件为未经认可的过滤元件和经认可的过滤元件，所述过滤元件包括径向密封构件，所述径向密封构件在所述过滤壳体的至少一个第二表面不规则部的位置在所述经认可的过滤元件与所述壳体的第二表面的一部分之间形成径向密封。
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