CN110382075A - 波状互锁壳体-端板界面几何结构 - Google Patents

波状互锁壳体-端板界面几何结构 Download PDF

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卡西克·科萨科塔
马诺·拉伊·谢卡尔
马克·J·约翰逊
亚伦·M·威尔斯
罗伯特·A·班尼斯特
约书亚·克鲁克斯
布莱恩·M·帕尔默
肖恩·M·格拉拜因
康纳·D·奥伦
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Abstract

描述了一种具有波状互锁壳体‑端板界面几何结构的过滤系统。在过滤系统中，过滤器元件端板和过滤器壳体部件(例如壳状壳体、过滤器安装头等)在界面处相会。过滤器壳体部件包括波形或重复图案，波形或重复图案与过滤器元件的端板上的匹配波形或重复图案相啮合。波形或重复图案防止过滤器元件相对于过滤系统的过滤器壳体部件自由旋转。

Description

波状互锁壳体-端板界面几何结构
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2017年2月21日提交的美国临时专利申请第62/461,497号的优先权的权益，并且该美国临时专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本申请涉及过滤系统。
背景
内燃发动机通常燃烧燃料(例如，汽油、柴油、天然气等)和空气的混合物。润滑油还被供应给发动机，以润滑发动机的各种移动部件。在进入发动机之前，或者在发动机操作期间，进气、燃料、润滑油和其他流体通常经过过滤系统以从流体中除去污染物(例如，灰尘、水、油等)。过滤系统包括具有过滤介质的过滤器元件。当流体通过过滤介质时，过滤介质去除流体中的至少一部分污染物。
过滤系统中的过滤器元件经常需要定期更换(例如，随着整个过滤介质上的压降增大)。作为节约成本的措施，一些技术人员将假冒的、非正品的或未经授权的过滤器元件(统称为“未经授权”的过滤器元件)安装到过滤系统中。这种未经授权的过滤器元件可能不符合原始制造商的质量、性能和安全参数。例如，未经授权的过滤器元件可能使用次优密封技术、次优过滤介质、不良或不当的组装等。因此，未经授权的过滤器元件可能允许较多的污染物通过过滤系统，从而损坏下游部件(例如，内燃发动机、泵、涡轮增压器等)。
概述
各种示例性实施例涉及过滤器元件和过滤器壳体，过滤器元件和过滤器壳体包括波状互锁壳体-端板界面几何结构(undulated interlocking housing-endplateinterface geometry)。一个示例性实施例涉及一种过滤器元件。过滤器元件包括过滤介质和联接到过滤介质的第一端板。第一端板包括顶部表面和底部表面，该底部表面平行于顶部表面并从顶部表面移位。第一端板包括穿过顶部表面和底部表面的中心开口。第一端板还包括至少一个入口。第一端板还包括定位在顶部表面和底部表面之间的第一波状壁。第一波状壁包括重复图案，该重复图案界定外部周边不平坦表面，该重复图案被构造成当过滤器元件安装在壳状壳体(shell housing)内时与壳状壳体的匹配重复图案啮合(mesh)。
另一个示例性实施例涉及一种过滤系统。过滤系统包括具有流体入口和流体出口的过滤器安装头。过滤系统还包括通过螺纹连接可移除地联接到过滤器安装头的壳状壳体。壳状壳体界定中心隔室。壳状壳体包括具有匹配重复图案的第二波形壁。过滤系统还包括定位在中心隔室中的过滤器元件。过滤器元件包括过滤介质和联接到过滤介质的第一端板。第一端板包括顶部表面和底部表面，该底部表面平行于顶部表面并从顶部表面移位。第一端板包括穿过顶部表面和底部表面的中心开口。第一端板还包括至少一个入口。第一端板还包括定位在顶部表面和底部表面之间的第一波状壁。第一波状壁包括重复图案，该重复图案界定外部周边不平坦表面，该重复图案被构造成与壳状壳体的匹配重复图案相啮合。
另一个示例性实施例涉及一种过滤器元件。过滤器元件包括过滤介质和联接到过滤介质的第一端板。第一端板包括顶部表面和底部表面，该底部表面平行于顶部表面并从顶部表面移位。第一端板包括穿过顶部表面和底部表面的中心开口。第一端板还包括至少一个入口。第一端板还包括定位在顶部表面和底部表面之间的第一波状壁。第一波状壁包括重复图案，该重复图案界定外部周边不平坦表面，该重复图案被构造成当过滤器元件安装在壳状壳体内时与壳状壳体的匹配重复图案啮合。顶部表面包括螺帽板(nutplate)，并且底部表面包括端板。螺帽板包括螺帽板顶部表面和螺帽板底部表面，该螺帽板底部表面平行于螺帽板顶部表面并从螺帽板顶部表面移位。第一波状壁设置在螺帽板顶部表面和螺帽板底部表面之间。端板包括端板顶部表面和端板底部表面，该端板底部表面平行于端板顶部表面并从端板顶部表面移位。端板顶部表面基本上平行于螺帽板底部表面。端板顶部表面通过流体通道与螺帽板底部表面间隔开。
另一个示例性实施例涉及一种过滤系统。过滤系统包括具有流体入口和流体出口的过滤器安装头。过滤系统还包括通过螺纹连接可移除地联接到过滤器安装头的壳状壳体。壳状壳体界定了中心隔室。壳状壳体包括具有匹配重复图案的第二波形壁。过滤系统还包括定位在中心隔室中的过滤器元件。过滤器元件包括过滤介质和联接到过滤介质的第一端板。第一端板包括顶部表面和底部表面，该底部表面平行于顶部表面并从顶部表面移位。第一端板包括穿过顶部表面和底部表面的中心开口。第一端板还包括至少一个入口。第一端板还包括定位在顶部表面和底部表面之间的第一波状壁。第一波状壁包括重复图案，该重复图案界定外部周边不平坦表面，该重复图案被构造成与壳状壳体的匹配重复图案相啮合。顶部表面包括螺帽板，并且底部表面包括端板。螺帽板包括螺帽板顶部表面和螺帽板底部表面，该螺帽板底部表面平行于螺帽板顶部表面并从螺帽板顶部表面移位。第一波状壁设置在螺帽板顶部表面和螺帽板底部表面之间。端板包括端板顶部表面和端板底部表面，该端板底部表面平行于端板顶部表面并从端板顶部表面移位。端板顶部表面基本平行于螺帽板底部表面。端板顶部表面通过流体通道与螺帽板底部表面间隔开。
另一个示例性实施例涉及一种过滤器元件。过滤器元件包括过滤介质和联接到过滤介质的第一端板。第一端板包括顶部表面和底部表面，该底部表面平行于顶部表面并从顶部表面移位。第一端板包括穿过顶部表面和底部表面的中心开口。第一端板还包括至少一个入口。凸缘远离底部表面轴向地突出并垂直于底部表面。第一端板还包括定位在凸缘的表面上的第一波状壁。第一波状壁远离凸缘径向地突出，并且具有界定外部周边表面的图案，该图案被构造成当过滤器元件安装在壳状壳体中时与壳状壳体的匹配重复图案相啮合。
另一个示例性实施例涉及过滤系统。过滤系统包括具有流体入口和流体出口的过滤器安装头。过滤系统还包括通过螺纹连接可移除地联接到过滤器安装头的壳状壳体。壳状壳体界定了中心隔室。壳状壳体包括具有匹配重复图案的第二波形壁。过滤系统还包括定位在中心隔室内的过滤器元件。过滤器元件包括过滤介质和联接到过滤介质的第一端板。第一端板包括顶部表面和底部表面，该底部表面平行于顶部表面并从顶部表面移位。第一端板包括穿过顶部表面和底部表面的中心开口。第一端板还包括至少一个入口。凸缘远离底部表面轴向地突出并垂直于或基本上垂直于底部表面。第一端板还包括定位在凸缘的表面上的第一波状壁。第一波状壁远离凸缘径向地突出，并且具有界定外部周边表面的图案，该图案被构造成当过滤器元件安装在壳状壳体中时与壳状壳体的匹配重复图案相啮合。
根据结合附图进行的以下的详细描述，这些和其他的特征连同其操作的组织和方式将变得明显，其中贯穿下文描述的若干个附图中，相似的元件具有相似的标记。
附图简述
图1示出了根据示例性实施例的过滤系统的横截面图。
图2示出了图1的过滤系统的第一端板和壳状壳体之间相互作用的横截面图。
图3A示出了图1的过滤系统的壳状壳体的一部分的俯视图。
图3B示出了图1的过滤系统的壳状壳体的部分的透视图。
图4A示出了图1的过滤系统的第一端板的顶侧的透视图的一部分。
图4B示出了图1的过滤系统的第一端板的底侧的透视图的一部分。
图5A示出了安装在图1的过滤系统的壳状壳体中的第一端板的俯视图。
图5B示出了安装在图1的过滤系统的壳状壳体中的第一端板的特写视图。
图6示出了未经授权的过滤器元件被不正确地安装在图1的过滤系统中的横截面图。
图7A示出了根据示例实施例的第一端板的透视图。
图7B示出了根据示例实施例的过滤器安装头的透视图。
图7C示出了与图7B的过滤器安装头接合的图7A的第一端板的横截面图。
图8A示出了安装到壳状壳体中的不同的第一端板的透视图。
图8B和图8C示出了安装到壳状壳体中的图8的第一端板的第一布置的视图。
图8D和图8E示出了安装在壳状壳体中的图8的第一端板的第二布置的视图。
图9示出了根据示例性实施例的过滤系统的横截面图。
图10A示出了图9的过滤系统的壳状壳体的透视图。
图10B示出了图9的过滤系统的壳状壳体的一部分的横截面图。
图11示出了图9的过滤系统的过滤器元件的透视图。
图12A示出了图9的过滤系统的过滤器元件的第一端板的横截面图。
图12B示出了图9的过滤系统的过滤器元件的第一端板的透视图。
图13示出了安装在图9的过滤系统的壳状壳体中的第一端板的透视图。
图14示出了根据另一个示例性实施例的过滤系统的横截面图。
图15A示出了图14的过滤系统的壳状壳体的透视图。
图15B示出了图14的过滤系统的壳状壳体的一部分的横截面图。
图16示出了图14的过滤系统的过滤器元件的横截面图。
图17示出了根据另一个示例性实施例的过滤系统的横截面图。
图18A示出了图17的过滤系统的壳状壳体的透视图。
图18B示出了图17的过滤系统的壳状壳体的一部分的横截面图。
图19示出了图17的过滤系统的过滤器元件的透视图。
图20A示出了图17的过滤系统的过滤器元件的第一端板的横截面图。
图20B示出了图17的过滤系统的过滤器元件的第一端板的透视图。
图21示出了安装在图17的过滤系统的壳状壳体中的第一端板的透视图。
详细描述
总体上参考附图，描述了具有波状互锁壳体-端板界面几何结构的过滤系统。在过滤系统中，过滤器元件端板和过滤器壳体部件(例如，壳状壳体、过滤器安装头等)在界面处相会。界面可以在端板和过滤器壳体部件之间形成密封。过滤器壳体部件包括波形或重复图案，波形或重复图案与过滤器元件的端板上的匹配波形或重复图案相啮合。当两个图案以与两个啮合齿轮的齿相似的方式接合并锁定时，两个波形或重复图案“啮合”，从而防止端板相对于过滤器壳体部件的实质性旋转(即，防止端板相对于过滤器壳体部件在给定方向旋转超过五度)。在一些布置中，波形互锁界面在过滤器壳体部件和端板之间形成密封。在一些实施例中，具有波形或重复图案的端板可以包括集成螺帽板。带有集成螺帽板的端板可以提供使过滤器元件落入到过滤器壳体中以及从过滤器壳体中退出的组件。在其他实施例中，端板上的图案包括与唇缘互锁(例如，卡扣)的啮合突起(例如，指状物)，该唇缘形成在过滤器壳体的内侧上。
应理解，如果试图将缺少匹配波形图案的未经授权的过滤器元件安装在过滤器壳体部件中或过滤器壳体部件上，未经授权的过滤器元件可能不会抵靠过滤器壳体部件配合和/或可能不会与过滤器壳体部件形成适当的密封。因此，波形或重复图案防止未经授权的过滤器元件安装在过滤系统中。此外，波形或重复图案防止过滤器元件相对于过滤系统的过滤器壳体部件自由地旋转。
参考图1，示出了根据示例性实施例的过滤系统100的横截面图。过滤系统100可以是燃料过滤系统、润滑剂过滤系统、液压流体过滤系统、水过滤系统等。过滤系统100包括过滤器安装头102，该过滤器安装头102具有入口104和出口106。过滤器安装头102通过螺纹连接可移除地接纳壳状壳体108。壳状壳体108的形状基本上为圆柱形，具有邻近过滤器安装头102的开口顶端和与开口顶端相对的封闭底端。在一些布置中，封闭底端包括可封闭排放开口、传感器端口或可选择性密封的另一个开口。
过滤器元件110安装在过滤系统100中。过滤器元件110容纳在由壳状壳体108形成的中心隔室中。过滤器元件110包括第一端板112、第二端板114和定位在第一端板112和第二端板114之间的过滤介质116。过滤介质116以圆柱形方式布置在第一端板112和第二端板114之间。如图1所示，第一端板112是开口端板，其包括与出口106流体连通的中心开口118。第二端板114是封闭端板。第一端板112包括与入口104流体连通的至少一个入口开口120。在一些布置中，由至少一个入口开口120产生的总入口流动面积大于接纳流体的系统的最受限制的设计特征，使得入口开口120不是最受限制的设计特征。
过滤系统100包括外部密封构件122和内部密封构件124。外部密封构件122被支撑在由第一端板112和壳状壳体108形成的U形通道中(例如，如图2所示，图2示出了第一端板112和壳状壳体108之间相互作用的横截面图)。内部密封构件124被支撑在由第一端板112上的突起形成的U形通道中。当过滤器元件110和壳状壳体108安装在过滤系统100中时(例如，如图1所示)，外部密封构件122和内部密封构件124压靠在过滤头上并形成密封。外部密封构件122和内部密封构件124之间界定的空间与入口104和入口开口120流体连通。内部密封构件124内部的空间与出口106和中心开口118流体连通。因此，当过滤器元件110安装在过滤系统中时(如图1所示)，待过滤的流体沿从外向内的流动方向流动通过入口104、通过入口开口120、通过过滤介质116，流出中心开口118，并流出出口106，如图1的流动箭头所示。
如下面参考图3A至图6进一步详细描述的，壳状壳体108和第一端板112包括匹配的波状表面，当过滤器元件110安装在壳状壳体108中时，波状表面啮合。匹配的波状表面包括多个曲线或形状。匹配的波状表面防止过滤器元件110在壳状壳体108与过滤器安装头102的安装期间相对于壳状壳体108旋转。此外，壳状壳体108的波状表面防止未经授权的过滤器元件(例如，没有匹配波状表面的过滤器元件)安装在壳状壳体108中并最终安装在过滤系统100中。
参考图3A和图3B，示出了壳状壳体108的视图。图3A示出了壳状壳体108的一部分的俯视图。图3B示出了图3A中所示出的壳状壳体108的相同部分的透视图。如上参考图1所描述的，壳状壳体108包括开口顶端。开口顶端由顶部表面302、垫圈保持壁304、垫圈保持唇缘306、波状壁308和端板保持唇缘310界定。在一些布置中，顶部表面302、垫圈保持唇缘306和端板保持唇缘310是平行的或基本平行的表面。在一些布置中，垫圈保持壁304和波状壁308垂直于或基本垂直于顶部表面302、垫圈保持唇缘306和/或端板保持唇缘310。垫圈保持壁304和垫圈保持唇缘306界定了接纳外部密封构件122的U形通道的第一部分(在一个实施例中为U形通道的第一半部)(如上文参考图1和图2所描述的)。当过滤器元件110安装在壳状壳体108中时，波状壁308和端板保持唇缘310接纳第一端板112。波状壁308界定了内部周边不平坦表面，使得只有具有互补波状壁(例如，第一端板112的波状壁410)的过滤器元件可以保持在壳状壳体108中。界定波状壁308的波状图案在波状壁308的整个内部周边上可以是连续的或断断续续的。如本文所用，“波状(undulated)”或“波形(undulating)”可以指重复图案或非重复图案，其可以遵循波浪图案(例如正弦图案)、花卉图案、三角形图案、连续图案(例如，凸起的表面)或任何其他图案，使得配合图案可以与波状或波形图案啮合。
参考图4A和图4B，示出了第一端板112的视图。图4A示出了第一端板112的顶侧的透视图的一部分。图4B示出了第一端板112的底侧的透视图的一部分。第一端板112包括顶部表面402和底部表面404。顶部表面402和底部表面404平行或基本上平行，并且彼此移位。第一端板112包括从顶部表面402延伸的垫圈保持壁406、垫圈保持唇缘408、波状壁410、壳体支撑唇缘412和从底部表面延伸的下壁414。在一些布置中，顶部表面402、垫圈保持唇缘408、壳体支撑唇缘412和底部表面404都彼此平行或基本上平行。在一些布置中，垫圈保持壁406、波状壁410和下壁414垂直于或基本上垂直于顶部表面402、底部表面404、垫圈保持唇缘408和/或壳体支撑唇缘412。垫圈保持壁406和垫圈保持唇缘408界定了接纳外部密封构件122的U形通道的第二半部(如上文参考图1和图2所描述的)。波状壁410和壳体支撑唇缘412的尺寸和形状被设计成当过滤器元件110安装在壳状壳体108中时由壳状壳体108的波状壁308和端板保持唇缘310支撑。波状壁410界定了外部周边不平坦表面，从而与壳状壳体108的波状壁308互补。界定波状壁308的波状图案在波状壁308的整个内部周边上可以是连续的或断断续续的。只要波状壁410的波状图案与波状壁308的波状图案互补，波状图案可以遵循波浪图案、花卉图案、三角形图案等。
因此，由于过滤器元件110是授权的过滤器元件，第一端板112可以容纳在壳状壳体108中，如图5A和图5B所示。当过滤器元件110安装在壳状壳体108中时，第一端板112的波状壁410与壳状壳体108的波状壁308啮合，使得第一端板112(并且因此过滤器元件110)不能相对于壳状壳体108旋转。此外，如图2中最佳示出的，当过滤器元件110安装在壳状壳体108中时，第一端板112和壳状壳体108形成接纳外部密封构件122的U形通道。外部密封构件122由垫圈保持壁304、垫圈保持唇缘306、垫圈保持壁406和垫圈保持唇缘408支撑。当过滤器元件110安装在过滤系统100中时，外部密封构件122将受到压缩，因为它被压在过滤器安装头102和U形通道之间，这使得外部密封构件122压靠在U形通道和过滤器安装头102的壁上。在一些布置中，U形通道的壁至少是外部密封构件122高度的三分之二。
如果技术人员试图将未经授权的过滤器元件插入壳状壳体108(例如，不包括具有波状壁410的第一端板的过滤器元件)，未经授权的过滤器元件将不会匹配在壳状壳体108中。例如，如图6所示，未经授权的过滤器元件的第一端板602不会一直滑入壳状壳体108中，因为波状壁308的图案防止第一端板602滑入壳状壳体108中。因此，未经授权的过滤器元件从完全安装位置升高了波状壁308的高度604，并放置成高于波状壁308的顶部第一端板的高度606。高度604足够大，以允许第一端板602突出到壳状壳体108的顶部表面302之上。由于第一端板602被升高，第一端板602在壳状壳体108和过滤器安装头102之间的螺纹连接接合之前(并且在第一端板602和过滤器安装头102之间形成任何密封之前)与过滤器安装头102接触，这防止了未经授权的过滤器元件被安装在过滤系统100中。如果过滤系统100中没有安装过滤器元件，与过滤系统100相关联的任何对应的系统(例如，内燃发动机)可以被防止启动。高度604可以根据应用而变化，使得任何安装的未经授权的过滤器元件突出于顶部表面302之上，从而防止壳状壳体108的螺纹联接到过滤器安装头102的螺纹。
参考图7A、图7B和图7C，示出了根据另一示例性实施例的第一端板702和过滤器安装头704。第一端板707和过滤器安装头704可以用与上述关于过滤系统100相同的方式代替第一端板112和过滤器安装头102。因此，相似的标号用于表示过滤系统100和图7A、图7B和图7C所示出的部件之间的相似部件。如图7A所示，第一端板702包括从顶部表面402延伸的凸起凸片706。尽管三个凸片706被示出，但是任意数量的凸片可以被定位在顶部表面402上。凸片在距离第一端板702的中心点相同的半径处均匀地间隔开，使得凸片沿着由半径和中心点界定的圆708布置。如图7B中所示，过滤器安装头包括圆形通道710。在一些布置中，圆形通道710被凹口712中断，凹口712在第一端板702相对于过滤器安装头704旋转期间干预凸片706。
如图7C中最佳示出的，圆形通道710的尺寸和形状被设计成当过滤器元件110安装在过滤系统100中时接纳第一端板702的凸片706。在过滤系统100中安装过滤器元件110期间，凸片706被接纳在通道710中。当壳状壳体108旋转以在壳状壳体108和过滤器安装头704之间形成螺纹连接时，过滤器元件也旋转，直到凸片706中的一个邻接凹口712。过滤器元件110然后相对于过滤器安装头704旋转地锁定，而壳状壳体108继续旋转。当波状壁410的图案与波状壁308的匹配图案对齐时，过滤器元件110和第一端板702落入壳状壳体108中，并将正确地安置于壳状壳体108内(例如，如图2所示)。因此，凸片706和具有凹口712的圆形通道710用作导引特征，当壳状壳体108和第一端板702上的波状图案对齐时，该导引特征允许过滤器元件110容易地向下落入壳状壳体108中。如果试图在过滤系统100中安装具有不同凸片布置(或没有凸片)的未经授权的过滤器元件，未经授权的过滤器元件将不会如上所述旋转并落入壳状壳体108中。
参考图8A，示出了根据示例性实施例的位于壳状壳体108内的第一端板802和第二端板804的轮廓的透视图。第一端板802或第二端板804中的每一个可以代替过滤系统100的第一端板112。第一端板802内接(inscribed)于与壳状壳体108的波状壁308相匹配的波形图案内，使得第一端板802遵循可被绘制成接触波形图案的谷部的小圆。第二端板804与壳状壳体108的波状壁308的波形图案外接(circumscribe)，使得第二端板804遵循接触波形图案的峰部可以被绘制的最大圆。第一端板802和第二端板804将在下面参考图8B至图8E进一步详细描述。
图8B和图8C各自示出了如上文参考图8A所述的位于壳状壳体108内的第二端板804的不同视图。如图8B和图8C所示，第二端板804与和壳状壳体108的波状壁308相匹配的波形图案外接，使得第二端板804搁置在壳状壳体108的垫圈保持唇缘306上。在这种布置中，第一端板802仅接触波状壁308的波形图案的最内侧边缘。在一些布置中，第二端板804可以与壳状壳体108形成密封。
图8D和图8E各自示出了如上文参考图8A所述的定位在壳状壳体108内的第一端板802的不同视图。如图8D和图8E所示，第一端板802与和壳状壳体108的波状壁308匹配的波形图案内接，使得第一端板802搁置在壳状壳体108的垫圈保持唇缘306上。在这种布置中，第一端板802仅接触波状壁308的波形图案的最内侧边缘。在一些布置中，第一端板802可以与壳状壳体108形成密封。
参考图9，示出了根据示例性实施例的过滤系统900的横截面图。过滤系统900可以是燃料过滤系统、润滑剂过滤系统、液压流体过滤系统、水过滤系统等。过滤系统900类似于图1中的过滤系统100。过滤系统900和过滤系统100之间的区别是在过滤系统900的第一端板上集成了螺帽板。类似地，第一端板912可以以与上述关于过滤系统100相同的方式代替第一端板112使用。因此，相似的标号用于表示过滤系统100和过滤系统900的图9、图10A、图10B、图11、图12A、图12B和图13所示的部件之间的相似部件。如图9所示，过滤系统900包括壳状壳体908和过滤器元件910。
壳状壳体908在形状上基本上为圆柱形，具有邻近第一端板912的开口顶端和与开口顶端相对的封闭底端。底端包括突起，以帮助从过滤器元件910和/或过滤系统900移除壳状壳体908。在一些布置中，封闭底端包括可封闭排放开口、传感器端口或可选择性密封的另一个开口。壳状壳体908包括围绕壳状壳体908的顶端形成的螺纹构件906。螺纹构件906被配置成与过滤系统900的过滤器壳体部件(例如，过滤器安装头)螺纹接合。在一些实施例中，壳状壳体908和螺纹构件906是分开的部件。
过滤器元件910安装在过滤系统900中。过滤器元件910被接纳在由壳状壳体908形成的中心隔室中。过滤器元件910包括第一端板912、第二端板914和定位在第一端板912和第二端板914之间的过滤介质116。过滤介质116以圆柱形方式布置在第一端板912和第二端板914之间。第一端板912包括与端板部分1104集成在一起的螺帽板部分1102，使得第一端板912的顶部表面是螺帽板部分1102，并且底部表面是端板部分1104，端板部分1104与螺帽板部分1102竖直地间隔开，并且构造成附接到过滤介质116。可以理解，在端板部分1104上结合集成的螺帽板部分1102以形成过滤器元件910的第一端板912，减少了对用于与壳状壳体908接合和密封的附加部件的需求。如图9所示，第一端板912是开口端板，其包括与出口流体连通的中心开口918。第二端板914是封闭端板。第一端板912包括与入口流体连通的至少一个入口开口。在一些布置中，第一端板912和第二端板914中的一个或两个可以包括从表面延伸的凸起凸片。凸片可以在距离第一端板912和第二端板914的中心点相同的半径处均匀地间隔开，使得凸片沿着由半径和中心点界定的圆布置。
过滤系统900包括外部密封构件122和内部密封构件124。外部密封构件122被支撑在由第一端板912和壳状壳体908形成的U形通道中(例如，如图9所示，其示出了第一端板912和壳状壳体908之间相互作用的横截面图)。内部密封构件124被支撑在由第一端板912上的突起形成的U形通道中。具体地，内部密封构件124由第一端板1412的内部垫圈保持壁1216和内部垫圈保持唇缘1124支撑。当过滤器元件910和壳状壳体908安装在过滤系统900中时(例如，如图9所示)，外部密封构件122和内部密封构件被压靠在盖子或过滤头上并形成密封。在一些实施例中，壳状壳体908和第一端板912的螺帽板部分1102互锁以形成外部密封构件122。在一些布置中，界定在外部密封构件122和内部密封构件124之间的空间与入口和入口开口流体连通。内部密封构件124内部的空间与出口和中心开口918流体连通。因此，当过滤器元件910安装在过滤系统中时(如图9所示)，待过滤的流体沿从外向内的流动方向流动通过入口、通过入口开口、通过过滤介质116，流出中心开口918，并流出出口，如图9的流动箭头所示。
如下面参考图10A至图13进一步详细描述的，壳状壳体908和第一端板912包括匹配的波状表面，当过滤器元件910安装在壳状壳体908中时，该波状表面啮合。一般扩展地，第一端板912的螺帽板部分1102包括螺帽板顶部表面1220和螺帽板底部表面1222，其中波状壁1110设置在螺帽板顶部表面1220和螺帽板底部表面1222之间。匹配的波状表面包括多个曲线或形状。匹配的波状表面防止过滤器元件910在壳状壳体908与过滤器安装头或其他过滤器壳体部件的安装期间相对于壳状壳体908旋转。此外，壳状壳体908的波状表面防止未经授权的过滤器元件(例如，没有匹配波状表面的过滤器元件)安装在壳状壳体908中并最终安装在过滤系统900中。
参考图10A和图10B，示出了壳状壳体908的视图。图10A示出了壳状壳体908的透视图。图10B示出了图10A所示的壳状壳体908的顶部部分的横截面图。如上参考图9所述，壳状壳体908包括开口顶端。开口顶端由顶部表面1002、垫圈保持壁1004、垫圈保持唇缘1006、波状壁1008和端板保持唇缘1010界定。在一些布置中，顶部表面1002、垫圈保持唇缘1006和端板保持唇缘1010是平行或基本平行的表面。在一些布置中，垫圈保持壁1004和波状壁1008垂直于或基本上垂直于顶部表面1002、垫圈保持唇缘1006和/或端板保持唇缘1010。垫圈保持壁1004和垫圈保持唇缘1006界定了接纳外部密封构件122的U形通道的第一部分(在一个实施例中为U形通道的第一半部)(如上文参考图9所描述的)。
当过滤器元件910安装在壳状壳体908中时，波状壁1008和端板保持唇缘1010接纳第一端板912。波状壁1008界定了内部周边不平坦表面，使得只有具有互补波状壁(例如，第一端板912的波状壁1110)的过滤器元件可以保持在壳状壳体908中。界定波状壁1008的波状图案在波状壁1008的整个内部周边上可以是连续的或断断续续的。在一些实施例中，并且如图10A所示，波状壁1008包括围绕壳状壳体908的中心轴向地挤压的波状图案(例如，挤压部)的十二个重复部，在波状图案的每个重复部之间具有多个轴向凹口(例如，弯曲的挤压部)(尽管也可以使用其他数量的重复部)。如本文所用，“波状”或“波形”可以指重复图案或非重复图案，其可以遵循波浪图案(例如，正弦图案)、花卉图案、三角形图案或任何其他图案，使得配合图案可以与波状或波形图案相啮合。
图11示出了图9的过滤系统900的过滤器元件910的透视图。如上参考图9所描述的，过滤器元件910包括螺帽板部分1102，螺帽板部分1102集成地形成在端板部分1104上，以形成第一端板912。螺帽板部分1102和端板部分1104可以在单次射料(injection shot)中形成。在一些实施例中，螺帽板部分1102与端板部分1104的颜色不同。螺帽板部分1102包括多个肋1108、外部垫圈保持唇缘1122(如图12A所示)、外部垫圈保持壁1206、内部垫圈保持唇缘1124(如图12A所示)、内部垫圈保持壁1216和波状壁1110。在一些实施例中，多个肋1108有助于促进过滤器元件910安装到壳状壳体908中。在一些布置中，多个肋1108之间界定的空间是与入口流体连通的入口开口，使得待过滤的流体流动通过入口、通过入口开口并进入过滤介质116。波状壁1110包括波形或重复图案，其与过滤器壳体部件(例如，壳状壳体908的波状壁1008)上的匹配波形或重复图案相啮合。当两个图案以与两个啮合齿轮的齿相似的方式接合并锁定时，两个波形或重复图案“啮合”，从而防止第一端板912相对于壳状壳体908的实质性旋转(例如，防止端板相对于过滤器壳体部件在给定方向旋转超过五度)。
参考图12A和图12B，示出了第一端板912的视图。图12A示出了第一端板912的横截面图。图12B示出了第一端板912的透视图。第一端板912包括顶部表面1202和底部表面1204。顶部表面1202和底部表面1204相互平行或基本上平行，并且相互移位。顶部表面1202包括第一端板912的螺帽板部分1102。底部表面1204包括第一端板912的端板部分1104。第一端板912的螺帽板部分1102包括从顶部表面1202延伸的外部垫圈保持壁1206、外部垫圈保持唇缘1122、从顶部表面1202延伸的内部垫圈保持壁1216、内部垫圈保持唇缘1124、波状壁1110和壳体支撑唇缘1212。在一些布置中，顶部表面1202、外部垫圈保持唇缘1122、内部垫圈保持唇缘1124、壳体支撑唇缘1212和底部表面1204都彼此平行或基本平行。在一些布置中，外部垫圈保持壁1206、内部垫圈保持壁1216和波状壁1110垂直于或基本上垂直于顶部表面1202、底部表面1204、垫圈保持唇缘1208和/或壳体支撑唇缘1212。外部垫圈保持壁1206和外部垫圈保持唇缘1122界定了接纳外部密封构件122的U形通道的第二半部(如以上参考图9和图11所述)。
波状壁1110和壳体支撑唇缘1212的尺寸和形状被设计成当过滤器元件910安装在壳状壳体908中时由壳状壳体908的波状壁1008和端板保持唇缘1010支撑。波状壁1110界定了外部周边不平坦表面，从而与壳状壳体908的波状壁1008互补。界定波状壁1008的波状图案在波状壁1008的整个内部周边上可以是连续的或断断续续的。只要波状壁1110的波状图案与波状壁1008的波状图案互补，波状图案可以遵循波浪图案、花卉图案、三角形图案等。在一些实施例中，并且如图12B所示，波状壁1110包括围绕第一端板912的螺帽板部分1102的中心轴向地挤压的波状图案的12个重复部(例如挤压件)，其与波状壁1008上的围绕壳状壳体908的中心轴向地挤压的波状图案的12个重复部互补(其中，如果使用波状壁1008上的围绕壳状壳体908的中心轴向地挤压的波状图案的其他重复部，则其他数量的重复部被使用)。
端板部分1104包括端板顶部表面1230，端板顶部表面1230平行于或基本平行于端板底部表面1232，并从端板底部表面1232移位。端板部分1104包括轴向地突出凸缘1234，凸缘1234远离端板底部表面1232朝向第二端板914延伸。可以理解，顶部表面1202、底部表面1204、螺帽板顶部表面1220、螺帽板底部表面1222、端板顶部表面1230和端板底部表面1232彼此平行或基本平行。此外，第一端板912的顶部表面1202是远离并围绕螺帽板顶部表面1220延伸的周边突起。如图12A所示，螺帽板顶部表面1220从螺帽板底部表面1222轴向移位的距离大于端板顶部表面1230和端板底部表面1232之间的轴向距离。在螺帽板底部表面1222和端板顶部表面1230之间形成空间1224。螺帽板部分1102和端板部分1104是一体的，使得流体流动通过第一端板912的顶部表面1202，通过螺帽板顶部表面1220上的多个肋1108之间的开口，进入空间1224，并围绕端板顶部表面1230和凸缘1234，以接触过滤介质116。在一些实施例中，空间1224被配置成控制流动通过第一端板912朝向过滤介质116的入口燃料流。
因此，由于过滤器元件910是授权的过滤器元件，第一端板912可以被接纳在壳状壳体908中，如图13的过滤系统900中所示。当过滤器元件910安装在壳状壳体908中时，第一端板912的波状壁1110与壳状壳体908的波状壁1008啮合，使得第一端板912(并且因此过滤器元件910)不能相对于壳状壳体908旋转。此外，当过滤器元件910安装在壳状壳体908中时，第一端板912和壳状壳体908形成接纳外部密封构件122的U形通道。外部密封构件122由外部垫圈保持壁1206、外部垫圈保持唇缘1122、垫圈保持壁1004和垫圈保持唇缘1006支撑。当过滤器元件910安装在过滤系统100中时，由于外部密封构件122被压在过滤器壳体部件(例如，过滤器安装头)和U形通道之间，外部密封构件122将受到压缩，这导致外部密封构件122压靠在U形通道和过滤器壳体部件的壁上。在一些布置中，U形通道的壁至少是外部密封构件122高度的三分之二。
如果技术人员试图将未经授权的过滤器元件插入壳状壳体908(例如，不包括具有波状壁1110的第一端板的过滤器元件)，未经授权的过滤器元件将不会匹配在壳状壳体908中。例如，未经授权的过滤器元件的第一端板不会一直滑入壳状壳体908中，因为波状壁1008的图案阻止未经授权的第一端板滑入壳状壳体908中。因此，未经授权的过滤器元件从完全安装位置升高了波状壁1008的高度，并放置成高于波状壁1008的顶部未经授权的第一端板的高度。该高度足够大，以允许未经授权的第一端板在壳状壳体908的顶部表面1002之上突出。由于未经授权的第一端板被升高，未经授权的第一端板在壳状壳体108和过滤器安装头之间的螺纹连接接合之前(并且在未经授权的第一端板和过滤器安装头之间形成任何密封之前)与过滤器安装头接触，这防止了未经授权的过滤器元件被安装在过滤系统900中。如果过滤系统900中没有安装过滤器元件，与过滤系统900相关联的任何对应的系统(例如，内燃发动机)可以被防止启动。
转向图14，示出了根据示例性实施例的过滤系统1400的横截面图。过滤系统1400可以是燃料过滤系统、润滑剂过滤系统、液压流体过滤系统、水过滤系统等。过滤系统1400类似于图1中的过滤系统100。过滤系统1400和过滤系统100之间的区别在于过滤器壳体的重复图案，该过滤器壳体的重复图案与过滤器元件的端板上的互补图案相啮合。具体而言，端板上的图案包括与过滤器壳体的内侧形成的唇缘互锁(例如卡扣)的啮合突起(例如，卡扣指状物)。类似地，第一端板1412可以以与上述关于过滤系统100相同的方式代替第一端板112使用。在一些实施例中，过滤系统1400可以包括沿着端板(或螺帽板)的外侧径向地间隔开的指状物，以与壳状壳体互锁，壳状壳体包括指状物可以与之互锁的对应的一组狭槽。因此，相似的标号用于表示过滤系统100和图14、图15A、图15B和图16所示的部件之间的相似部件。如图14所示，过滤系统1400包括壳状壳体1408和过滤器元件910。
壳状壳体1408在形状上基本上为圆柱形，具有邻近第一端板912的开口顶端和与开口顶端相对的封闭底端。底端包括在底端和用于接纳过滤器元件1410的位置之间的偏置构件(例如弹簧)1420。偏置构件1420被构造成便于过滤器元件1410“卡扣式”安装到壳状壳体1408中，并且施加过滤器元件1410的偏置力以确保过滤器元件突出壁与壳状壳体1408的互补表面接合。在一些布置中，封闭底端包括可封闭排放开口、传感器端口或可选择性密封的另一个开口。壳状壳体1408被构造成接合围绕壳状壳体1408的顶端形成的螺纹构件1406(例如，轴环(collar))。螺纹构件1406被配置成卡扣配合到壳状壳体1408上，并且与过滤系统1400的过滤器壳体部件(例如，过滤器安装头)螺纹地接合。在一些实施例中，壳状壳体1408和螺纹构件1406形成为一个部件。有利的是，螺纹构件1406和壳状壳体1408锁定在一起，以阻止螺纹构件1406和壳状壳体1408之间的竖直移动和旋转。
过滤器元件1410安装在过滤系统1400中。过滤器元件1410被接纳在由壳状壳体1408形成的中心隔室中。过滤器元件1410包括第一端板1412、第二端板1414和定位在第一端板1412和第二端板1414之间的过滤介质116。过滤介质116以圆柱形方式布置在第一端板1412和第二端板1414之间。如图14所示，第一端板1412是开口端板，其包括与出口流体连通的中心开口1418。第二端板1414是封闭端板。第一端板1412包括与入口流体连通的至少一个入口开口。在一些布置中，第一端板1412和第二端板1414中的一个或两个可以包括从表面延伸的凸起凸片。凸片可以在距离第一端板1412和第二端板1414的中心点相同的半径处均匀地间隔开，使得凸片沿着由半径和中心点界定的圆布置。
过滤系统1400包括外部密封构件122和内部密封构件124。外部密封构件122被支撑在形成于壳状壳体1408中的U形通道中(例如，如图14所示，其示出了壳状壳体1408的外部周围的通道的横截面图)。内部密封构件124被支撑在由第一端板1412上的突起形成的U形通道中。具体地，内部密封构件124由第一端板1412的内部垫圈保持壁1616和内部垫圈保持唇缘1624支撑。当过滤器元件1410和壳状壳体1408安装在过滤系统1400中时(例如，如图14所示)，外部密封构件122和内部密封构件压靠在盖子或过滤头上并形成密封。在一些布置中，界定在外部密封构件122和内部密封构件124之间的空间与入口和入口开口流体连通。内部密封构件124内部的空间与出口和中心开口1418流体连通。因此，当过滤器元件1410安装在过滤系统中时(如图14所示)，待过滤的流体沿从外向内的流动方向流动通过入口、通过入口开口、通过过滤介质116，流出中心开口1418，并流出出口，如图14的流动箭头所示。
如下面参考图15A、图15B和图16进一步详细描述的，壳状壳体1408和第一端板1412包括互补的(例如，匹配的)表面，当过滤器元件1410安装在壳状壳体1408中时，这些表面啮合。匹配的表面包括围绕第一端板1412的外表面的至少一个径向突出壁。在壳状壳体1408与过滤器安装头或其他过滤器壳体部件的安装期间，匹配的表面有助于过滤器元件1410相对于壳状壳体1408的卡扣配合。一旦安装，匹配的表面阻止过滤器元件1410在壳状壳体1408内的竖直移动。此外，壳状壳体1408的表面防止未经授权的过滤器元件(例如，没有匹配波状表面的过滤器元件)安装在壳状壳体1408中并最终安装在过滤系统1400中。
参考图15A和图15B，示出了壳状壳体1408的视图。图15A示出了壳状壳体1408的透视图。图15B示出了图15A所示的壳状壳体1408的顶部部分的横截面图。如上参考图14所述，壳状壳体1408包括开口顶端。开口顶端由顶部表面1502、第一垫圈保持壁1504、垫圈保持唇缘1522、第二垫圈保持壁1506、凹进(例如，图案化)壁1508、凹进唇缘1512和端板保持唇缘1510界定。在一些布置中，第一垫圈保持壁1504、第二垫圈保持壁1506和壁1508垂直于或基本上垂直于顶部表面1502、第二垫圈保持壁1506和/或端板保持唇缘1510。与壳状壳体108或壳状壳体908不同，接纳外部密封构件122的U形通道(如以上参考图14所述)直接形成在壳状壳体1408中。具体地，外部密封构件122被由第一垫圈保持壁1504、第二垫圈保持壁1506和垫圈保持唇缘1522形成的通道接纳。当过滤器元件1410安装在壳状壳体1408中时，凹进壁1508和端板保持唇缘1510接纳第一端板1412。凹进壁1508界定了内部周边凹进表面，使得只有具有互补突起的过滤器元件(例如，第一端板1412的突出壁1610)可以保持在壳状壳体1408中。界定凹进壁1508的凹进图案在凹进壁1508的整个内部周边上可以是连续的或断断续续的。如本文所用，“凹进”可以指重复图案或非重复图案，其可以遵循连续图案、波浪图案(例如正弦图案)、花卉图案、三角形图案或任何其他图案，使得配合图案可以与突起啮合。可以理解，端板保持唇缘1510有助于第一端板1412的突出壁1610接合凹进壁1508。
图16示出了图14的过滤系统1400的过滤器元件1410的透视图。如上参考图14所描述的，过滤器元件1410包括第一端板1412，该第一端板1412具有至少一个径向突出壁1610。第一端板1412包括顶部表面1602和底部表面1604。顶部表面1062和底部表面1604平行或基本上平行，并且彼此移位。第一端板1412包括从顶部表面1602延伸的内部垫圈保持壁1616、内部垫圈保持唇缘1624以及从顶部表面1602向下延伸的轴向突出凸缘1614，该轴向突出凸缘1614具有沿着突出凸缘1614的表面的径向突出壁1610。在一些实施例中，轴向突出凸缘1614在朝向过滤介质116的径向方向上是柔性的。在一些布置中，顶部表面1602、内部垫圈保持唇缘1624和底部表面1604都彼此平行或基本上平行。在一些布置中，内部垫圈保持壁1616和轴向突出凸缘1614垂直于或基本上垂直于顶部表面1602、底部表面1604和内部垫圈保持唇缘1624。在一些布置中，轴向突出凸缘1614围绕过滤器元件1410的周边是连续的。在一些布置中，径向突出壁1610围绕过滤器元件1410的周边是连续的。径向突出壁1610包括的形状(例如，三角形、矩形、钝角、有角度的等)允许第一端板1412被竖直向下按压，经过凹进唇缘1512和端板保持唇缘1510，从而导致轴向突出凸缘1614向内弯曲。在一些实施例中，径向突出壁1610基本平行于顶部表面1602、内部垫圈保持唇缘1624和底部表面1604。
因此，由于过滤器元件1410是授权的过滤器元件，第一端板1412可以被接纳在壳状壳体1408中。当过滤器元件1410安装在壳状壳体1408中时，第一端板1412的径向突出壁1610落入壳状壳体1408中。一旦径向突出壁1610被推到端板保持唇缘1510的下方，径向突出壁1610的形状和壳状壳体1408的端板保持唇缘1510的形状的啮合阻止过滤器元件1410相对于壳状壳体1408的竖直移动。应理解，偏置构件1420被构造成便于将过滤器元件1410“卡扣式”安装到壳状壳体1408中，并施加过滤器元件1410的竖直力，以确保第一端板1412的径向突出壁1610与壳状壳体1408的互补表面接合。换句话说，当两个图案以与两个啮合齿轮的齿相似的方式接合并锁定时，这两个重复图案“啮合”，从而防止第一端板1412相对于壳状壳体1408的实质性旋转。
如图16所示，径向突出壁1610还包括壳体支撑唇缘1612，壳体支撑唇缘1612与壳状壳体1408的端板保持唇缘1510互补，使得壳体支撑唇缘1612和端板保持唇缘1510的接合阻止过滤器元件1410相对于壳状壳体1408的竖直移动。此外，当过滤器元件1410安装在壳状壳体1408中时，外部垫圈通道(例如，由第一垫圈保持壁1504、第二垫圈保持壁1506和垫圈保持唇缘1522形成的通道)接纳外部密封构件122。当过滤器元件1410安装在过滤系统1400中时，由于外部密封构件122被压在过滤器壳体部件(例如，过滤器安装头)和U形通道之间，外部密封构件122将经受压缩，这导致外部密封构件122压靠在U形通道和过滤器壳体部件的壁上。在一些布置中，U形通道的壁至少是外部密封构件122的高度的三分之二。
如果技术人员试图将未经授权的过滤器元件插入壳状壳体1408(例如，不包括具有径向突出壁1610的第一端板的过滤器元件)，未经授权的过滤器元件将不会匹配在壳状壳体1408中。例如，未经授权的过滤器元件的第一端板不会一直滑入壳状壳体1408中，因为凹进壁1508的图案防止未经授权的第一端板滑入壳状壳体1408中。因此，未经授权的过滤器元件从完全安装位置升高凹进壁1508的高度，并放置成高于凹进壁1508的顶部未经授权的第一端板的高度。该高度足够大，以允许未经授权的第一端板突出到壳状壳体1408的顶部表面1502之上。由于未经授权的第一端板被升高，未经授权的第一端板在壳状壳体108和过滤器安装头之间的螺纹连接接合之前(并且在未经授权的第一端板和过滤器安装头之间形成任何密封之前)与过滤器安装头接触，这防止了未经授权的过滤器元件被安装在过滤系统1400中。如果过滤系统1400中没有安装过滤器元件，与过滤系统1400相关联的任何对应的系统(例如，内燃发动机)可以被防止启动。
参考图17，示出了根据又一个示例性实施例的过滤系统1700的横截面图。过滤系统1700可以是燃料过滤系统、润滑剂过滤系统、液压流体过滤系统、水过滤系统等。过滤系统1700在很多方面类似于图9的过滤系统900。过滤系统1700和过滤系统900之间的区别是螺帽板的波状壁的修改，其中螺帽板与壳体互锁。与过滤系统900相比，过滤系统1700包括绕第一端板1712和壳状壳体1708的中心轴向地挤出的不同图案和大量重复图案。在一些实施例中，过滤系统1700包括在壳状壳体1708和第一端板1712的波状壁上围绕过滤系统1700的中心轴向地挤出的图案的六个重复部，而不是在壳状壳体908和第一端板912的波状壁上围绕过滤系统900的中心轴向地挤出的图案的十二个重复部。应理解，不同的波状图案防止第一端板912被用于代替过滤系统1700的壳状壳体1708的第一端板1712。相关地，不同的波浪形图案防止第一端板1712被用于代替过滤系统900的壳状壳体908的第一端板912。因此，相似的标号用于表示过滤系统900和过滤系统1700的图17、图18A、图18B、图19、图20A、图20B和图21所示的部件之间的相似部件。如图17所示，过滤系统1700包括壳状壳体1708和过滤器元件1710。
壳状壳体1708在形状上基本上为圆柱形，具有邻近第一端板1712的开口顶端和与开口顶端相对的封闭底端。底端包括突起，以帮助从过滤器元件1710和/或过滤系统1700移除壳状壳体1708。在一些布置中，封闭底端包括可封闭排放开口、传感器端口或可选择性密封的另一个开口。壳状壳体1708包括围绕壳状壳体1708的顶端形成的螺纹构件1706。螺纹构件1706被配置成与过滤系统1700的过滤器壳体部件(例如，过滤器安装头)的螺纹接合。在一些实施例中，壳状壳体1708和螺纹构件1706是分开的部件。
过滤器元件1710安装在过滤系统1700中。过滤器元件1710被接纳在由壳状壳体1708形成的中心隔室中。过滤器元件1710包括第一端板1712、第二端板1714和定位在第一端板1712和第二端板1714之间的过滤介质116。过滤介质116以圆柱形方式布置在第一端板1712和第二端板1714之间。第一端板1712包括与端板部分1904集成在一起的螺帽板部分1902，使得第一端板1712的顶部表面是螺帽板部分1902，并且底部表面是与螺帽板部分1902竖直地间隔开的端板部分1904，并且构造成附接到过滤介质116。应理解，在端板部分1904上结合集成的螺帽板部分1902以形成过滤器元件1710的第一端板1712，减少了对用于与壳状壳体1708接合和密封的附加部件的需求。如图17所示，第一端板1712是开放端板，其包括与出口流体连通的中心开口1718。第二端板1714是封闭端板。第一端板1712包括与入口流体连通的至少一个入口开口。在一些布置中，第一端板1712和第二端板1714中的一个或两个可以包括从表面延伸的凸起凸片。凸片可以在距离第一端板1712和第二端板1714的中心点相同的半径处均匀地间隔开，使得凸片沿着由半径和中心点界定的圆布置。
过滤系统1700包括外部密封构件122和内部密封构件124。外部密封构件122被支撑在由第一端板1712和壳状壳体1708形成的U形通道中(例如，如图17所示，其示出了第一端板1712和壳状壳体1708之间相互作用的横截面图)。内部密封构件124被支撑在由第一端板1712上的突起形成的U形通道中。具体地，内部密封构件124由第一端板1712的内部垫圈保持壁2016和内部垫圈保持唇缘1924支撑。当过滤器元件1710和壳状壳体1708安装在过滤系统1700中时(例如，如图17所示)，外部密封构件122和内部密封构件被压靠在盖子或过滤头上并形成密封。在一些实施例中，壳状壳体1708和第一端板1712的螺帽板部分1902互锁以形成外部密封构件122。在一些布置中，界定在外部密封构件122和内部密封构件124之间的空间与入口和入口开口流体连通。内部密封构件124内部的空间与出口和中心开口1718流体连通。因此，当过滤器元件1710安装在过滤系统中时(如图17所示)，待过滤的流体沿从外向内的流动方向流动通过入口、通过入口开口、通过过滤介质116，流出中心开口918，并流出出口，如图17的流动箭头所示。
如下面参考图18A至图21进一步详细描述的，壳状壳体1708和第一端板1712包括匹配的波状表面，当过滤器元件1710安装在壳状壳体1708中时，该波状表面啮合。一般扩展地，第一端板1712的螺帽板部分1902包括螺帽板顶部表面2020和螺帽板底部表面2029，其中波状壁1910设置在螺帽板顶部表面2020和螺帽板底部表面2029之间。匹配的波状表面包括多个曲线或形状。匹配的波状表面防止过滤器元件1710在壳状壳体1708与过滤器安装头或其他过滤器壳体部件的安装期间相对于壳状壳体1708旋转。此外，壳状壳体1708的波状表面防止未经授权的过滤器元件(例如，没有匹配波状表面的过滤器元件)安装在壳状壳体1708中并最终安装在过滤系统1700中。
参考图18A和图18B，示出了壳状壳体1708的视图。图18A示出了壳状壳体1708的透视图。图18B示出了图18A所示的壳状壳体1708的顶部部分的横截面图。如上参考图17所述，壳状壳体1708包括开口顶端。开口顶端由顶部表面1802、垫圈保持壁1804、垫圈保持唇缘1806、波状壁1808和端板保持唇缘1810界定。在一些布置中，顶部表面1802、垫圈保持唇缘1806和端板保持唇缘1810是平行的或基本上平行的表面。在一些布置中，垫圈保持壁1804和波状壁1808垂直于或基本上垂直于顶部表面1802、垫圈保持唇缘1806和/或端板保持唇缘1810。垫圈保持壁1804和垫圈保持唇缘1806界定了接纳外部密封构件122的U形通道的第一部分(在一个实施例中为U形通道的第一半部)(如上文参考图17所述)。
当过滤器元件1710安装在壳状壳体1708中时，波状壁1808和端板保持唇缘1810接纳第一端板1712。波状壁1808界定了内部周边不平坦表面，使得只有具有互补波状壁(例如，第一端板1712的波状壁1910)的过滤器元件可以保持在壳状壳体1708中。界定波状壁1808的波状图案在波状壁1808的整个内部周边上可以是连续的或断断续续的。在一些实施例中，并且如图18A所示，波状壁1808包括围绕壳状壳体1708的中心轴向地挤压的波状图案的六个重复部(例如挤压件)。如本文所用，“波状”或“波形”可以指重复图案或非重复图案，其可以遵循波浪图案(例如正弦图案)、花卉图案、三角形图案或任何其他图案，使得配合图案可以与波状或波形图案相啮合。
图19示出了图17的过滤系统1700的过滤器元件1710的透视图。如上参考图17所述，过滤器元件1710包括整体形成在端板部分1904上的螺帽板部分1902，以形成第一端板1712。螺帽板部分1902和端板部分1904可以在单次射料中形成。在一些实施例中，螺帽板部分1902与端板部分1904的颜色不同。螺帽板部分1902包括多个肋1908、外部垫圈保持唇缘1922(如图20A所示)、外部垫圈保持壁2006、内部垫圈保持唇缘1924(如图20A所示)、内部垫圈保持壁2016和波状壁1910。在一些实施例中，多个肋1908有助于促进过滤器元件1710安装到壳状壳体1708中。在一些布置中，多个肋1908之间界定的空间是与入口流体连通的入口开口，使得待过滤的流体流动通过入口、通过入口开口并进入过滤介质116。波状壁1910包括波形或重复图案，其与过滤器壳体部件(例如，壳状壳体1708的波状壁1808)上的匹配波形或重复图案相啮合。当两个图案以与两个啮合齿轮的齿相似的方式接合并锁定时，两个波形或重复图案“啮合”，从而防止第一端板1712相对于壳状壳体1708的实质性旋转(例如，防止端板相对于过滤器壳体部件在给定方向旋转超过五度)。
参考图20A和图20B，示出了第一端板1712的视图。图12A示出了第一端板1712的横截面图。图20B示出了第一端板1712的透视图。第一端板1712包括顶部表面2002和底部表面2004。顶部表面2002和底部表面2004相互平行或基本上平行，并且相互移位。顶部表面2002包括第一端板1712的螺帽板部分1902。底部表面2004包括第一端板1712的端板部分1904。第一端板1712的螺帽板部分1902包括从顶部表面2002延伸的外部垫圈保持壁2006、外部垫圈保持唇缘1922、从顶部表面2002延伸的内部垫圈保持壁2016、内部垫圈保持唇缘1924、波状壁1910和壳体支撑唇缘2012。在一些布置中，顶部表面2002、外部垫圈保持唇缘1922、内部垫圈保持唇缘1924、壳体支撑唇缘2012和底部表面2004都彼此平行或基本上平行。在一些布置中，外部垫圈保持壁2006、内部垫圈保持壁2016和波状壁1910垂直于或基本上垂直于顶部表面2002、底部表面2004、垫圈保持唇缘2008和/或壳体支撑唇缘2012。外部垫圈保持壁2006和外部垫圈保持唇缘1922界定了接纳外部密封构件122的U形通道的第二半部(如以上参考图17和图19所描述的)。
波状壁1910和壳体支撑唇缘2012的尺寸和形状被设计成当过滤器元件1710安装在壳状壳体1708中时，由壳状壳体1708的波状壁1808和端板保持唇缘1810支撑。波状壁1910界定了外部周边不平坦表面，使得与壳状壳体1708的波状壁1808互补。界定波状壁1808的波状图案在波状壁1808的整个内部周边上可以是连续的或断断续续的。只要波状壁1910的波状图案与波状壁1808的波状图案互补，波状图案可以遵循波浪图案、花卉图案、三角形图案等。在一些实施例中，并且如图20B所示，波状壁1910包括围绕第一端板1712的螺帽板部分1902的中心轴向地挤压的波状图案的六个重复部(例如，挤压件)，其与波状壁1008上的围绕壳状壳体1708的中心轴向地挤压的波状图案的六个重复部互补。
端板部分1904包括端板顶部表面2030，端板顶部表面2030平行于或基本平行于端板底部表面2032，并从端板底部表面1232移位。端板部分1904包括轴向突出凸缘2034，凸缘2034远离端板底部表面2032朝向第二端板1714延伸。应理解，顶部表面2002、底部表面2004、螺帽板顶部表面2020、螺帽板底部表面2029、端板顶部表面2030和端板底部表面2032彼此平行或基本上平行。此外，第一端板1712的顶部表面2002是远离并围绕螺帽板顶部表面2020延伸的周边突起。如图20A所示，螺帽板顶部表面2020从螺帽板底部表面2029轴向移位的距离大于端板顶部表面2030和端板底部表面2032之间的轴向距离。在螺帽板底部表面2029和端板顶部表面2030之间形成空间2024。螺帽板部分1902和端板部分1904是一体的，使得流体流动通过第一端板1712的顶部表面2002，通过螺帽板顶部表面2020上的多个肋1908之间的开口，进入空间2024，并围绕端板顶部表面1230和凸缘1234，以接触过滤介质116。在一些实施例中，空间2024被配置成控制流动通过第一端板1712朝向过滤介质116的入口燃料流。
因此，由于过滤器元件1710是授权的过滤器元件，第一端板1712可以被接纳在壳状壳体1708中，如图21的过滤系统1700所示。当过滤器元件1710安装在壳状壳体1708中时，第一端板1712的波状壁1910与壳状壳体1708的波状壁1808啮合，使得第一端板1712(并且因此过滤器元件1710)不能相对于壳状壳体1708旋转。此外，当过滤器元件1710安装在壳状壳体1708中时，第一端板1712和壳状壳体1708形成接纳外部密封构件122的U形通道。外部密封构件122由外部垫圈保持壁2006、外部垫圈保持唇缘1922、垫圈保持壁1804和垫圈保持唇缘1806支撑。当过滤器元件1710安装在过滤系统1700中时，由于外部密封构件122被压在过滤器壳体部件(例如，过滤器安装头)和U形通道之间，外部密封构件122将经受压缩，这导致外部密封构件122压靠在U形通道和过滤器壳体部件的壁上。在一些布置中，U形通道的壁至少是外部密封构件122的高度的三分之二。
如果技术人员试图将未经授权的过滤器元件插入壳状壳体1708(例如，不包括具有波状壁1910的第一端板的过滤器元件)，未经授权的过滤器元件将不会匹配在壳状壳体1708中。例如，未经授权的过滤器元件的第一端板不会一直滑入壳状壳体1708中，因为波状壁1808的图案阻止未经授权的第一端板滑入壳状壳体1708中。因此，未经授权的过滤器元件从完全安装位置升高了波状壁1808的高度，并放置成高于波状壁1808的顶部未经授权的第一端板的高度。该高度足够大，以允许未经授权的第一端板在壳状壳体1708的顶部表面1802之上突出。由于未经授权的第一端板被升高，未经授权的第一端板在壳状壳体908和过滤器安装头之间的螺纹连接接合之前(并且在未经授权的第一端板和过滤器安装头之间形成任何密封之前)与过滤器安装头接触，这防止了未经授权的过滤器元件被安装在过滤系统1700中。如果在过滤系统1700中没有安装过滤器元件，与过滤系统1700相关联的任何对应的系统(例如，内燃发动机)可以被防止启动。
任何上述布置(例如，波状壁308、410、1008、1110、1508、1610、1808和1910)的上述波形图案可以因产品而异，以选定过滤器元件的给定过滤系统的不同特征。差异特征可以包括介质类型、过滤器元件使用寿命、应用(例如，在公路上还是在非公路上)、过滤类型(例如，燃料、油、水等)的任意组合、特殊部件的存在(例如聚结层、筛网等)、过滤介质等级、过滤器元件效率或国际标准化组织代码(ISO code)、过滤器元件级别选定(stagedesignation)、传感器的存在等。波形图案可以通过以下来变化：改变图案的形状(例如，圆形花瓣、锯齿状齿、几何形状等)，图案的频率(例如，花瓣、齿等的数量)、端板的颜色、端板的材料、进入孔的尺寸、进入孔的数量、图案的深度或它们的组合。
应注意，本文用于描述各种实施例的术语“示例”的使用旨在表示这样的实施例是可能的实施例的可能的示例、表示和/或说明(且这样的术语并不意图暗示这样的实施例必然是非凡的或最好的示例)。
如在本文使用的术语“联接”和类似术语意指两个构件直接或间接连结到彼此。这样的连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这样的连结可以在以下情况下实现：两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此一体地形成为单个整体，或者两个构件或两个构件和任何附加的中间构件附接至彼此。
本文中对元件的位置(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)的引用仅用于描述图中各种元件的方位。应当指出的是，不同元件的方位可根据其他的示例性实施例而不同，并且这种变化意在被本公开所包含。
重要的是注意到，各种示例性实施例的构造和布置仅仅是说明性的。虽然在本公开中只详细描述了几个实施例，但审阅本公开的本领域技术人员应容易认识到，很多修改(例如，在各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等上的变化)是可能的，而实质上不偏离本文所述的主题的新颖性教导和优点。例如，示出为整体形成的元件可由多个部分或元件构成，元件的位置可以倒置或者以其他方式改变，并且分立的元件或位置的性质或数目可以发生改变或变化。根据可替代的实施例，任何工艺或方法步骤的顺序或次序可以改变或者重新排列。另外，来自特定的实施例的特征可以与来自其他实施例的特征组合，如应被本领域普通技术人员所理解的。也可在各种示例性实施例的设计、操作条件和布置上做出其他替代、修改、变化和省略，而不偏离本发明的范围。

Claims (22)

1.一种过滤器元件，包括：
过滤介质；和
第一端板，其联接到所述过滤介质，所述第一端板包括：
顶部表面，
底部表面，其平行于所述顶部表面并从所述顶部表面移位，
中心开口，其穿过所述顶部表面和所述底部表面，
至少一个入口，以及
第一波状壁，其定位在所述顶部表面和所述底部表面之间，所述第一波状壁具有界定外部周边不平坦表面的图案，所述图案被构造成当所述过滤器元件安装在壳状壳体中时与所述壳状壳体的匹配图案啮合。
2.根据权利要求1所述的过滤器元件，其中，所述图案包括多个互锁特征。
3.根据权利要求1所述的过滤器元件，其中，所述第一端板还包括垫圈保持唇缘和垫圈保持壁，所述垫圈保持壁垂直于所述顶部表面，所述垫圈保持唇缘平行于所述顶部表面，所述垫圈保持唇缘连接所述第一波状壁和所述垫圈保持壁，所述垫圈保持唇缘和所述垫圈保持壁形成接纳外部密封构件的U形通道的第一部分。
4.根据权利要求3所述的过滤器元件，其中，所述第一端板还包括内部垫圈保持唇缘、第一垫圈保持壁和第二垫圈保持壁，所述第一垫圈保持壁和所述第二垫圈保持壁垂直于所述顶部表面并与所述垫圈保持壁向内间隔开，所述内部垫圈保持唇缘和所述第一垫圈保持壁以及所述第二垫圈保持壁形成接纳内部密封构件的第二U形通道。
5.根据权利要求4所述的过滤器元件，其中，第一空间界定在所述外部密封构件和所述内部密封构件之间，所述第一空间与所述至少一个入口流体连通，并且第二空间界定在所述内部密封构件的内部，所述第二空间与所述中心开口流体连通。
6.一种过滤系统，包括：
过滤器安装头，其具有流体入口和流体出口；
壳状壳体，其通过螺纹连接可移除地联接到所述过滤器安装头，所述壳状壳体界定中心隔室，所述壳状壳体包括具有匹配图案的第二波形壁；以及
根据权利要求1所述的过滤器元件，所述过滤器元件定位在所述中心隔室内，使得第一波状壁与所述第二波状壁啮合。
7.根据权利要求6所述的过滤系统，其中，过滤器元件相对于所述壳状壳体旋转地锁定。
8.根据权利要求6所述的过滤系统，其中，所述第一端板与所述图案内接。
9.根据权利要求6所述的过滤系统，其中，所述第一端板与所述图案外接。
10.根据权利要求6所述的过滤系统，其中，所述第一端板包括从所述第一端板的顶部表面延伸的凸起凸片，所述凸起凸片被接纳在所述过滤器安装头的圆形通道中。
11.根据权利要求1所述的过滤器元件，其中，所述顶部表面包括螺帽板，并且所述底部表面包括端板；
所述螺帽板包括螺帽板顶部表面和螺帽板底部表面，所述螺帽板底部表面平行于所述螺帽板顶部表面并从所述螺帽板顶部表面移位，所述第一波状壁设置在所述螺帽板顶部表面和所述螺帽板底部表面之间；并且
所述端板包括端板顶部表面和端板底部表面，所述端板底部表面平行于所述端板顶部表面并从所述端板顶部表面移位，所述端板顶部表面基本上平行于所述螺帽板底部表面，所述端板顶部表面通过流体通道与所述螺帽板底部表面间隔开。
12.根据权利要求11所述的过滤器元件，其中，所述螺帽板还包括在所述螺帽板顶部表面和所述螺帽板底部表面之间的多个肋，所述多个肋中的每一个从所述中心开口径向设置到所述第一波状壁，并且至少一个开口设置在所述多个肋之间并与所述至少一个入口流体连通。
13.根据权利要求11所述的过滤器元件，其中，所述螺帽板顶部表面还包括垫圈保持唇缘和垫圈保持壁，所述垫圈保持壁垂直于所述螺帽板顶部表面，所述垫圈保持唇缘平行于所述螺帽板顶部表面，所述垫圈保持唇缘连接所述第一波状壁和所述垫圈保持壁，所述垫圈保持唇缘和所述垫圈保持壁形成接纳外部密封构件的U形通道的第一部分。
14.一种过滤系统，包括：
过滤器安装头，其具有流体入口和流体出口；
过滤器元件，其包括：
过滤介质；和
第一端板，其联接到所述过滤介质，所述第一端板包括：
顶部表面，
底部表面，其平行于所述顶部表面并从所述顶部表面移位，中心开口，其穿过所述顶部表面和所述底部表面，
至少一个入口，以及
第一波状壁，其定位在所述顶部表面和所述底部表面之间，所述第一波状壁具有界定外部周边不平坦表面的图案，所述图案被构造成当所述过滤器元件安装在壳状壳体中时与所述壳状壳体的匹配图案啮合，所述顶部表面包括螺帽板，并且所述底部表面包括端板；
所述螺帽板包括螺帽板顶部表面和螺帽板底部表面，所述螺帽板底部表面平行于所述螺帽板顶部表面并从所述螺帽板顶部表面移位，所述第一波状壁设置在所述螺帽板顶部表面和所述螺帽板底部表面之间；以及
所述端板包括端板顶部表面和端板底部表面，所述端板底部表面平行于所述端板顶部表面并从所述端板顶部表面移位，所述端板顶部表面基本上平行于所述螺帽板底部表面，所述端板顶部表面通过流体通道与所述螺帽板底部表面间隔开；
壳状壳体，其通过螺纹连接可移除地联接到所述过滤器安装头，所述壳状壳体界定中心隔室，所述壳状壳体包括具有所述匹配图案的第二波形壁，所述过滤器元件定位在所述中心隔室内，使得第一波状壁与所述第二波状壁啮合。
15.根据权利要求14所述的过滤系统，其中，所述壳状壳体还包括设置在所述第二波形壁下方的端板唇缘，所述端板唇缘与所述螺帽板底部表面的一部分接合。
16.根据权利要求14所述的过滤系统，其中，过滤器元件相对于所述壳状壳体旋转地锁定。
17.根据权利要求14所述的过滤系统，其中，所述第一端板与所述图案内接。
18.根据权利要求14所述的过滤系统，其中，所述第一端板与所述图案外接。
19.一种过滤器元件，包括：
过滤介质；和
第一端板，其联接到所述过滤介质，所述第一端板包括：
顶部表面，
底部表面，其平行于所述顶部表面并从所述顶部表面移位，
中心开口，其穿过所述顶部表面和所述底部表面，
至少一个入口，
凸缘，其远离所述底部表面轴向地突出并垂直于所述底部表面，以及
第一波状壁，其定位在所述凸缘的表面上，所述第一波状壁远离所述凸缘径向地突出，并且具有界定外部周边表面的图案，所述图案被构造成当所述过滤器元件安装在壳状壳体中时与所述壳状壳体的匹配图案啮合。
20.根据权利要求19所述的过滤器元件，其中，所述凸缘朝向所述过滤介质是径向柔性的。
21.一种过滤系统，包括：
过滤器安装头，其具有流体入口和流体出口；
过滤器元件，其包括：
过滤介质；和
第一端板，其联接到所述过滤介质，所述第一端板包括：
顶部表面，
底部表面，其平行于所述顶部表面并从所述顶部表面移位，中心开口，其穿过所述顶部表面和所述底部表面，
至少一个入口，
凸缘，其远离所述底部表面轴向地突出并垂直于所述底部表面，以及
第一波状壁，其定位在所述凸缘的表面上，所述第一波状壁远离所述凸缘径向地突出，并且具有界定外部周边表面的图案，所述图案被构造成当所述过滤器元件安装在壳状壳体中时与所述壳状壳体的匹配图案啮合；以及
壳状壳体，其通过螺纹连接可移除地联接到所述过滤器安装头，所述壳状壳体界定中心隔室，所述壳状壳体包括具有所述匹配图案的第二波形壁，所述第二波形壁包括在壁保持脊下方的壳状通道，所述过滤器元件定位在所述中心隔室内，使得当所述第一波状壁在所述壁保持脊下方定位在所述壳状壳体中时，第一波状壁与所述第二波状壁啮合。
22.根据权利要求21所述的过滤系统，还包括设置在第二端板上的偏置构件，所述第二端板与所述第一端板相对地联接到所述过滤介质，所述偏置构件在过滤器元件上提供偏置力，使得所述第一波状壁接触所述壁保持脊并保持在所述壳状通道中。
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