CN111417776B - 过滤组件、过滤器元件和过滤器壳体 - Google Patents

过滤组件、过滤器元件和过滤器壳体 Download PDF

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Abstract

过滤组件、过滤器元件和过滤器壳体。过滤器壳体包括基部和盖，该盖包括具有一个或多个保持器特征的下侧。所述盖可移除地联接到所述基部。当盖联接到基部时，过滤器元件可移除地安装在基部内。该过滤器元件包括过滤器介质以及联接到该过滤器介质的一端的端板。端板包括外周和从该外周突出的一个或多个接合特征。一将端板安装到盖中，一个或多个接合特征就接合盖中的一个或多个保持器特征，从而将端板联接到盖。

Description

过滤组件、过滤器元件和过滤器壳体
技术领域
本发明总体上涉及用于过滤内燃发动机系统中的流体的过滤器组件。
背景技术
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。穿过内燃发动机的许多或所有流体在进入内燃发动机之前被过滤以从流体移除颗粒和污染物。例如，在进入发动机之前，待燃烧的燃料通常在输送到发动机之前穿过过滤器元件以从燃料移除污染物(例如，颗粒、灰尘、水等)。过滤器元件的过滤器介质从穿过过滤器介质的燃料捕获和移除颗粒。过滤器元件可能需要从过滤器组件移除以进行清洁或维修。
发明内容
根据一个实施方式，本发明包括过滤组件。过滤组件包括过滤器壳体和过滤器元件。过滤器壳体包括基部和盖，该盖包括具有一个或多个保持器特征的下侧。所述盖可移除地联接到所述基部。当盖联接到基部时，过滤器元件可移除地安装在基部内。该过滤器元件包括过滤器介质以及联接到该过滤器介质的一端的端板。端板包括外周和从该外周突出的一个或多个接合特征。一将端板安装到盖中，一个或多个接合特征就接合盖中的一个或多个保持器特征，从而将端板联接到盖。
根据另一实施方式，本发明包括一种过滤器元件。该过滤器元件包括过滤器介质以及联接到该过滤器介质的一端的端板。端板包括外周和从该外周突出的一个或多个接合特征。一将端板安装到盖中，一个或多个接合特征就接合过滤器壳体的盖中的一个或多个保持器特征，从而将端板联接到盖。
根据另一实施方式，本发明包括过滤器壳体。过滤器壳体包括基部和盖。所述盖可移除地联接到所述基部。所述盖包括下侧，所述下侧具有从所述下侧突出的一个或多个保持器特征。一将端板安装到盖中，一个或多个保持器特征就接合过滤器元件的端板的一个或多个接合特征，从而将端板联接到盖。
当结合附图时，这些和其它特征连同其组织和操作方式将从以下详细描述中变得显而易见，其中贯穿以下描述的若干附图，相同的元件具有相同的标号。
附图说明
图1示出了根据示例实施方式的过滤系统的立体图。
图2示出了图1的过滤系统的一部分的立体图。
图3示出了图1的过滤系统的盖的顶部立体图。
图4示出了图3的盖的正视图。
图5示出了根据一个实施方式的图1的过滤系统的顶部端板的顶部立体图。
图6示出了图5的顶部端板的底部立体图。
图7示出了图5的顶部端板的顶部立体图的一部分。
图8示出了图5的顶部端板的俯视图的一部分。
图9示出了图3的盖的底部立体图。
图10示出了安装在图3的盖上的图5的顶部端板的底部立体图。
图11示出了安装在图3的盖上的图5的顶部端板的底部立体图。
图12示出了安装在图3的盖上的图5的顶部端板的仰视图。
图13示出了安装在图3的盖上的图5的顶部端板的底部视图的一部分。
图14示出了根据另一实施方式的图1的过滤系统的顶部端板的顶部立体图。
具体实施方式
总体上参考附图，描述了一种过滤系统，该过滤系统具有可移除地接收在过滤器壳体中的过滤器元件。过滤器壳体包括基部和盖。过滤器元件包括过滤器介质和顶部端板，顶部端板包括与过滤器壳体上的一个或多个特征(例如，过滤器壳体的盖)相互作用的一个或多个接合特征。顶部端板的接合特征与保持器特征之间的相互作用有助于在过滤器壳体的盖从基部分离(例如旋开)时同时移除过滤器元件。过滤器元件可以从过滤器壳体移除以用于维修目的。
本文所述的系统可用于任何数量的流体系统，包括但不限于燃料或油过滤系统。例如，这种系统可以用于诸如柴油或汽油发动机的发动机的过滤系统、液压系统中的液压流体过滤系统、柴油或汽油发动机上的其它发动机流体过滤系统以及用于非发动机应用的过滤系统。在一个示例性应用中，本文所述的过滤系统用于过滤燃料例如柴油燃料的燃料系统中。虽然本文所示和所述的过滤系统被描述为“顶部负载”设计，但是替代设计，例如底部负载也是可能的。例如，在底部负载实施方式中，接合特征可以定位在底部端板上，并且保持器特征可以定位在过滤器壳体的基部部分上。
图1示出了根据示例实施方式的过滤系统100的横截面图。图2示出了图1的横截面图的一部分。在图1的过滤系统100中，过滤系统100是液体(例如，燃料、油、水等)过滤系统。过滤系统100包括过滤器元件112和由盖104和基部106形成的过滤器壳体102。过滤器壳体102包括用于接收待过滤流体的入口(未示出)、形成在盖104中的出口128、以及接收过滤器元件112的中心隔室。盖104经由由盖104上的第一螺纹108和基部106上的第二螺纹110形成的螺纹连接可移除地联接到基部106。图3和图4示出了盖104。过滤器壳体102可以由适合用于流体过滤器的任何材料制成，例如金属或塑料。虽然壳体102被示出为圆柱形形状，但是可以使用其它壳体形状。
过滤系统100包括过滤器元件112。过滤器元件112可移除地安装在基部106内，使得当盖104安装到(例如，螺纹连接到)基部106上时，过滤器元件112也安装在基部106中。通常，待过滤的流体流入基部106中，以从外向内流动的布置流过过滤器元件112，并且流出过滤器壳体102(例如，经由盖104)。在其它实施方式中，待过滤的流体以从内向外流动的布置流过过滤器元件112。如图2所示，当安装时，盖104通过一个或多个密封构件116密封抵靠基部106的内壁。在一些布置中，密封构件116包括O形环。
过滤器元件112包括联接到过滤器元件112的过滤器介质114的第一端的顶部端板120。过滤器元件112还包括联接到过滤器介质114的第二端的底部端板(未示出)。顶部端板120包括端板中心开口122，该端板中心开口允许过滤的流体流出过滤器元件112。盖104中所限定的盖中心开口124被接收在端板中心开口122内，以形成中心通道，通过该中心通道过滤的流体流入盖104中。垫圈118定位在端板中心开口122和盖中心开口124之间，以将顶部端板120密封到盖104。过滤的流体通过形成在盖104中的出口128流出盖104。顶部端板120包括一个或多个接合特征130，并且盖104包括一个或多个保持器特征140。接合特征130与保持器特征140相互作用以相对于盖104抗旋转地锁定过滤器元件112。因此，当通过将盖104旋转到基部106中来安装盖104时，过滤器元件112与盖104一起旋转。当盖104从基部106卸载(例如，旋开)时，过滤器元件112旋转并与盖104一起轴向地移出基部106。
参见图5至图8，示出了顶部端板120的各种视图。顶部端板120包括顶表面137和底表面139，其中外周136在它们之间延伸。端板中心开口122沿纵向轴线125延伸穿过顶部端板120。顶部端板120还包括从外周136向外突出的一个或多个接合特征130。接合特征130被构造成一将顶部端板120安装到盖104中就与盖104中的保持器特征140相互作用。在图5至图8所示的实施方式中，示出了多个接合特征。在其它实施方式中，仅包括一个接合特征130。每个接合特征130包括柱134和凸片132。如图所示，柱134定位成靠近顶部端板120的顶表面137，而凸片132定位成靠近顶部端板120的底表面139。凸片132可以在顶部端板120的底表面139下方延伸(例如，悬垂)。
每个凸片132具有倾斜部分135(例如，倾斜表面)和凸片壁部分131。凸片壁部分131沿着外周136轴向地延伸。凸片壁部分131被构造成当顶部端板120被安装到盖104中时接触盖104的突起壁部分145，如本文进一步讨论的。倾斜部分135从外周136向外延伸，当从顶表面137上方观察顶部端板120时，倾斜部分135的角度在顺时针方向上增大。因此，倾斜部分135在外周136和凸片壁部分131之间延伸，其中每个倾斜部分135的最大成角度部分靠近凸片壁部分131。
每个倾斜部分135都有助于将顶部端板120安装到盖104中。当将顶部端板120插入到盖104中时，倾斜部分135特别有助于顶部端板120的逆时针方向(当从顶表面137上方观察时)的旋转(或当从顶表面137上方观察时，有助于盖104的顺时针方向的旋转)。在其它实施方式中，倾斜部分135可被相反地定位，使得当从顶表面137上方观察顶部端板120时，每个倾斜部分135的角度在顺时针方向上减小。在该实施方式中，当将顶部端板120插入到盖104中时，倾斜部分135有助于顶部端板120的顺时针方向(当从顶表面137上方观察时)的旋转。每个凸片132本质上是柔性的，使得当将顶部端板120安装到盖104中时，每个凸片132朝向中心开口122向内挠曲。
每个柱134沿着外周136在基本垂直于凸片壁部分131的方向上延伸，即每个柱的“长”表面垂直于顶部端板120的纵向轴线125延伸。在其它实施方式中，柱134相对于凸片壁部分131以其它方式成角度。每个柱134被构造成滑入和滑出盖104上的槽144，如本文进一步描述的。柱134本质上可以是刚性的或柔性的。
参照图9，示出了没有顶部端板120的盖104的底部立体图。盖104包括定位在盖104的下侧内周上的一个或多个保持器特征140。在图9所示的实施方式中，包括多个保持器特征140，保持器特征140和顶部端板120的接合特征130之间的比率为1:1。然而，在其它实施方式中，可仅包括单个保持器特征140(例如，当顶部端板120仅包括单个接合特征130时)。每个保持器特征140包括突起142和槽144。突起142沿盖104的内周基本上轴向地延伸。每个槽144形成沿盖104的内周的通路(例如，凹槽)以接收顶部端板120的柱134。槽144在基本上垂直于突起142的方向上延伸。在其它实施方式中，槽144相对于突起142以其它方式成角度。
参见图10至图13，示出了安装有顶部端板120的盖104的各种视图。当顶部端板120插入到盖104中时，顶部端板120旋转直到槽144滑动地接合柱134。如图13所示，凸片132被构造成移动(例如挠曲)经过突起142，并且一旦柱134被接收在槽144内凸片132就接合突起壁部分145。因此，当从过滤系统100移除盖104时，顶部端板120(以及因此过滤器元件112)与盖104一起被移除。当盖104从基部106脱离(例如，旋开)并轴向地被移除时，过滤器元件112也轴向地被移除。这允许为了维修目的而有效地移除过滤器元件112。另外，这种构造有助于在维修期间的排放定时。
参照图14，示出了顶部端板220的另一实施方式。顶部端板220包括顶表面237和底表面239，其中外周236在它们之间延伸。端板中心开口222沿纵向轴线225延伸穿过顶部端板220。顶部端板220包括从外周236向外突出的一个或多个接合特征230。接合特征230被构造成一将顶部端板220安装到盖104中就与盖104中的保持器特征140相互作用。每个接合特征230包括布置成L形构造的第一部分232和第二部分234。第一部分232沿着外周236基本上轴向地(例如，平行于纵向轴线225)延伸。第二部分234基本上垂直于第一部分232(例如，垂直于纵向轴线225)延伸。第一部分232被构造成被接收在由盖104上的每个槽144形成的通路(例如，凹槽)内。第二部分234包括壁部分231，该壁部分231被构造成当第一部分232被插入到由槽144形成的通路中时接触一个或多个突起壁部分145。在其它实施方式中，第一部分232和第二部分234不形成为单件。
本文对元件的位置的参考(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)仅用于描述图中的各种元件的定向。应当注意，各种元件的定向可以根据其它示例实施方式而不同，并且这样的变化旨在被本公开所涵盖。此外，由一个或多个表面形成的通道可包括多种通道横截面形状，例如具有圆形、矩形、椭圆形等横截面形状的通道。
如本文所用，术语“基本上”和类似术语旨在具有与本公开的主题所属领域的普通技术人员的共同和公认的用法相一致的广泛含义。本领域技术人员在阅读本公开后应当理解，这些术语旨在允许描述所述和要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限制在所提供的精确数值范围内。因此，这些术语应被解释为指示所描述和要求保护的主题的非实质性或不重要的修改或改变(例如，在给定角度或其它值的正负百分之五内)被认为在如所附权利要求中所记载的本发明的范围内。术语“大约”在相对于数值使用时是指加上或减去相关数值的百分之五。
本文使用的术语“联接”等是指两个构件直接或间接地彼此连接。这种连接可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这种连接可以利用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来实现，或者利用两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此附接来实现。
重要的是注意到，各种示例实施方式的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了几个实施方式，但是阅读本公开的本领域技术人员将容易理解，在本质上不脱离本文所述主题的新颖教导和优点的情况下，对流动结构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、定向等的变化)。例如，示出为整体形成的元件可由多个部分或元件构成，元件的位置可颠倒或以其它方式改变，且离散元件的性质或数目或位置可改变或变化。任何过程或方法步骤的顺序或次序可根据替代实施方式而变化或重新排序。另外，如本领域普通技术人员将理解的，来自特定实施方式的特征可以与来自其它实施方式的特征组合。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例实施方式的设计、操作条件和布置中做出其它替代、修改、改变和省略。

Claims (21)

1.一种过滤组件，所述过滤组件包括：
过滤器壳体，所述过滤器壳体包括基部和盖，所述盖包括具有一个或多个保持器特征的下侧，所述一个或多个保持器特征包括沿着所述盖的内周轴向地延伸的突起，并且所述突起从所述盖径向向内延伸，所述盖通过螺纹以能移除的方式联接到所述基部；以及
过滤器元件，当所述盖联接到所述基部时，所述过滤器元件能移除地安装在所述基部内，所述过滤器元件包括：
过滤器介质；以及
端板，所述端板联接到所述过滤器介质的一端，所述端板包括外周和从所述外周突出的一个或多个接合特征，所述一个或多个接合特征被构造成接合所述盖中的所述一个或多个保持器特征，以将所述端板联接到所述盖，
其中，当所述盖螺纹联接到所述基部时，所述过滤器元件与所述盖一起旋转。
2.根据权利要求1所述的过滤组件，其中，所述端板包括顶表面和底表面，其中，所述外周在所述顶表面和所述底表面之间轴向地延伸，并且其中，所述一个或多个接合特征中的每一个接合特征包括柱和凸片，所述柱定位成靠近所述顶表面，并且所述凸片定位成靠近所述底表面。
3.根据权利要求2所述的过滤组件，其中，每个凸片在所述端板的所述底表面下方延伸。
4.根据权利要求3所述的过滤组件，其中，所述盖的所述一个或多个保持器特征中的每一个保持器特征还包括槽，所述槽形成通路。
5.根据权利要求4所述的过滤组件，其中，对于所述一个或多个接合特征中的每一个接合特征，所述凸片包括倾斜部分和凸片壁部分，所述凸片壁部分沿着所述外周轴向地延伸。
6.根据权利要求5所述的过滤组件，其中，对于所述一个或多个接合特征中的每一个接合特征，所述倾斜部分从所述外周向外延伸，当从所述顶表面上方观察所述端板时，所述倾斜部分的半径在顺时针方向上增大。
7.根据权利要求6所述的过滤组件，其中，对于所述一个或多个接合特征中的每一个接合特征，所述倾斜部分在所述外周和所述凸片壁部分之间延伸。
8.根据权利要求5所述的过滤组件，其中，对于所述一个或多个保持器特征中的每一个保持器特征，当所述端板被插入到所述盖中时，所述盖的所述槽与相应的端板柱接合，并且所述盖的所述突起与相应的端板凸片的凸片壁部分接合。
9.根据权利要求6所述的过滤组件，其中，对于所述盖的所述一个或多个保持器特征中的每一个保持器特征，所述突起包括突起壁部分，并且
其中，所述凸片被构造成挠曲而经过所述突起，当所述柱被接收在由相应的盖槽形成的所述通路内时，所述凸片壁部分接合所述突起壁部分。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的过滤组件，其中，所述端板包括顶表面和底表面，其中，所述外周在所述顶表面和所述底表面之间轴向地延伸，并且所述一个或多个接合特征均包括第一部分和第二部分，每个相应的第一部分被构造成与所述盖的突起接合，并且每个相应的第二部分被构造成与所述盖的槽接合。
11.一种过滤器元件，所述过滤器元件包括：
过滤器介质；以及
端板，所述端板联接到所述过滤器介质的一端，所述端板包括外周和从所述外周突出的一个或多个接合特征，所述一个或多个接合特征包括倾斜部分，所述倾斜部分从所述端板的所述外周向外延伸，使得当从上方观察所述端板时，所述倾斜部分的半径在周向上增大，所述一个或多个接合特征被构造成接合过滤器壳体的盖中的一个或多个保持器特征，以将所述端板联接到所述盖，并且使得当所述盖螺纹联接到所述过滤器壳体的基部时，所述过滤器元件与所述盖一起旋转。
12.根据权利要求11所述的过滤器元件，其中，所述端板包括顶表面和底表面，其中，所述外周在所述顶表面和所述底表面之间轴向地延伸，并且所述一个或多个接合特征中的每一个接合特征包括柱和凸片，所述柱定位成靠近所述顶表面，并且所述凸片定位成靠近所述端板的所述底表面。
13.根据权利要求12所述的过滤器元件，其中，对于所述一个或多个接合特征中的每一个接合特征，所述凸片还包括凸片壁部分，所述凸片壁部分沿着所述外周轴向地延伸。
14.根据权利要求13所述的过滤器元件，其中，对于所述一个或多个接合特征中的每一个接合特征，当从所述顶表面上方观察所述端板时，所述倾斜部分的半径在顺时针方向上增大。
15.根据权利要求14所述的过滤器元件，其中，对于所述一个或多个接合特征中的每一个接合特征，所述倾斜部分在所述外周和所述凸片壁部分之间延伸。
16.根据权利要求14所述的过滤器元件，其中，对于所述一个或多个接合特征中的每一个接合特征，当所述端板被插入到所述盖中时，所述柱与所述盖上的槽接合，并且所述凸片壁部分与所述盖上的突起接合。
17.根据权利要求16所述的过滤器元件，其中，对于所述一个或多个接合特征中的每一个接合特征，所述凸片被构造成挠曲而经过所述盖上的所述突起，并且当所述柱被接收在由所述盖上的所述槽形成的通路内时，所述凸片壁部分接合突起壁部分。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的过滤器元件，其中，所述端板包括顶表面和底表面，其中，所述外周在所述顶表面和所述底表面之间轴向地延伸，并且其中，所述一个或多个接合特征中的每一个接合特征包括第一部分和第二部分，所述第一部分被构造成与所述盖的突起接合，并且所述第二部分被构造成与所述盖的槽接合。
19.一种过滤器壳体，所述过滤器壳体包括：
基部；以及
盖，所述盖通过螺纹以能移除的方式联接到所述基部，所述盖包括下侧，所述下侧具有从所述下侧突出的一个或多个保持器特征，所述一个或多个保持器特征包括基本上沿所述盖的内周轴向地延伸的突起，并且所述突起从所述盖径向向内延伸，所述一个或多个保持器特征被构造为接合过滤器元件的端板的一个或多个接合特征，以将所述端板联接到所述盖，
其中，当所述盖螺纹联接到所述基部时，所述过滤器元件与所述盖一起旋转。
20.根据权利要求19所述的过滤器壳体，其中，所述一个或多个保持器特征中的每一个保持器特征还包括形成通路的槽。
21.根据权利要求20所述的过滤器壳体，其中，对于所述一个或多个保持器特征中的每一个保持器特征，当所述端板被插入到所述盖中时，所述槽与所述端板上的柱接合，并且所述突起与所述端板的凸片接合。
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