CN112041046B - 具有无线功率传输和单独信号输出的过滤系统、过滤器元件以及方法 - Google Patents

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Abstract

本文的各方面包括过滤器元件和过滤系统。在实施例中，包括一种过滤系统的过滤器元件。该过滤器元件可以包括过滤器主体和设置在该过滤器主体内的过滤介质。无线功率接收器可以与该过滤器主体相关联。该无线功率接收器可以包括接收天线、与该无线功率接收器电通信的控制电路、以及与该控制电路通信并被配置为通过与该接收天线分开的通道进行传输的反馈通道电路。本文还包括其他实施例。

Description

具有无线功率传输和单独信号输出的过滤系统、过滤器元件 以及方法
本申请在2019年2月7日作为PCT国际专利申请以唐纳森公司(DonaldsonCompany,Inc.)(一家美国国家公司，所有国家指定的申请人)、以及美国公民DannyWilliam Miller和美国公民Daniel E.Adamek(所有国家指定的发明人)的名义提交，并且要求于2018年2月7日提交的美国临时专利申请号62/627,425的优先权，该临时专利申请的内容全部通过援引并入本文。
技术领域
本文中的实施例涉及过滤器元件和过滤系统。
背景技术
流体流通常在其中携带颗粒物。在许多情况下，希望从流体流动流中去除一些或全部颗粒物。例如，通向机动车辆或发电设备的发动机的进气流、引向燃气轮机的气体流和通向各种燃烧炉的气流通常在其中包括颗粒物。如果颗粒物到达所涉及的各种机构的内部工作，则可能对其造成实质性损害。因此，对于这样的系统，希望从发动机、涡轮机、炉膛或所涉及的其他设备上游的流体流中去除颗粒物。为了去除颗粒，已经开发了多种多样的空气过滤器或气体过滤器装置。除了颗粒去除之外，过滤系统还可以用作气相或液相污染物去除系统。
许多过滤系统包括必须定期更换和/或维修以确保正常运行的过滤器元件。
发明内容
实施例包括过滤器元件和过滤系统。在实施例中，包括一种过滤系统的过滤器元件。该过滤器元件可以包括过滤器主体和设置在该过滤器主体内的过滤介质。无线功率接收器可以与该过滤器主体相关联。该无线功率接收器可以包括接收天线、与该无线功率接收器电通信的控制电路、以及与该控制电路通信并被配置为通过与该接收天线分开的通道进行传输的反馈通道电路。
在实施例中，包括一种具有过滤器元件的过滤系统。该过滤器元件可以包括过滤器主体、设置在该过滤器主体内的过滤介质、与该过滤器主体相关联的无线功率接收器、和与该无线功率接收器电通信的控制电路、以及与该控制电路通信的反馈通道电路。可以包括过滤器外壳，该过滤器外壳包括内部体积。该过滤器元件可以被配置为装配在该过滤器外壳的内部体积内。无线功率发射器可以与该过滤器外壳相关联。信号接收器还可以与该外壳相关联。
在实施例中，包括一种过滤系统。该过滤系统可以包括旋转式圆筒过滤器、与该旋转式圆筒过滤器相关联的无线功率接收器、与该无线功率接收器电通信的控制电路、以及与该控制电路通信的反馈通道电路。过滤器头部可以被配置为接纳该旋转式圆筒过滤器。与该过滤器头部相关联的无线功率发射器以及与该外壳相关联的信号接收器。
本发明内容是对本申请的一些教导的总览并且不旨在是对本主题的排他性或穷尽性的处理。可以在详细说明和所附权利要求中找到进一步的细节。在阅读和理解以下详细说明并查看形成详细说明的一部分的附图之后，本领域技术人员将清楚其他的方面，这些都不应被认为是限制意义的。本文的范围由所附权利要求及其法律等效物来限定。
附图说明
结合以下附图可以更完全地理解各方面，在附图中：
图1是过滤系统的数据通信环境100的示意图。
图2是其中使用了根据本披露的过滤系统的系统的实施例的示意图。
图3是根据本文各个实施例的过滤系统的各部分的示意图。
图4是根据本文各个实施例的过滤系统的各部分的示意图。
图5是根据本文各个实施例的其中安装有初级过滤器元件的过滤系统的示意性截面视图。
图6是根据本文各个实施例的其中安装有初级过滤器元件的过滤系统的示意性截面视图。
图7是根据本文各个实施例的其中安装有初级过滤器元件和次级过滤器元件的过滤系统的示意性截面视图。
图8是示出了根据本文各个实施例的其中安装有初级过滤器元件和次级过滤器元件的过滤系统的示意性截面视图。
图9是示出了根据本披露原理构造的包括外壳和过滤器元件的过滤系统的分解透视图。
图10是根据本文各个实施例的其中具有过滤器元件的过滤系统的示意性分解透视图。
图11是根据本文各个实施例的包括过滤器头部和旋转式圆筒过滤器的过滤器组件的分解透视图。
虽然实施例易受不同修改和替代形式影响，但其详情已经通过举例和附图示出并且将进行详细地描述。然而，应当理解，本文中的范围不限于所描述的具体实施例。相反，本发明将涵盖落入本文的精神和范围内的修改、等效物以及替代方案。
具体实施方式
本文中的实施例可以包括过滤器元件和过滤系统，其中，功率可以通过无线方式提供给过滤器元件以操作其包含的电路/硬件，包括但不限于控制电路、传感器和/或其他硬件。可以使用各种无线功率传输技术(包括但不限于使用时变电场、磁场或电磁场)来通过无线方式传输功率。本文所使用的无线功率传输方法可以包括非辐射和辐射技术。在近场或非辐射技术中，功率是使用电线线圈之间的感应耦合通过磁场传输的，或者是使用金属电极之间的电容耦合通过电场传输的。在本文的各个实施例中，感应耦合可以用于将功率通过无线方式传递给标签部件。
在一些具体实施例中，采用了两个环形天线之间的电磁感应。在一种方法中，当无线功率接收器被放置在无线功率发射器的范围内时，形成调谐电路的天线线圈和电容器吸收并存储来自场的能量，从而像电音叉一样产生谐振。该能量可以被整流成直流，然后该直流向过滤器元件的部件提供功率。
通常，可能希望过滤器元件提供信号和/或反馈，该信号和/或反馈由过滤系统的另一个部件(如过滤器外壳)接收。作为一个示例，该信号可以涉及与过滤器元件相关联的传感器的输出。该信号可以涉及诸如过滤器状态、过滤器元件的预计寿命终期、被过滤流体的状态、与被过滤流体内的颗粒物或其他污染物相关的方面等各种因素。
在一些情况下，可以使用一些用于无线接收功率的相同硬件从过滤器元件中报出信号。例如，用于通过感应技术接收功率的相同天线或线圈可以被用来从过滤器元件中传输出信息。然而，可能希望过滤器元件能够使用其他硬件来产生信号。在本文的各个实施例中，过滤器元件可以通过无线方式接收功率，然后使用与无线功率接收硬件分离的反馈通道将信号传输给过滤系统的另一个部件(如过滤器外壳)。举例来说，反馈通道可以是光反馈通道。然而，本文中也可以设想其他类型的反馈通道。在各个实施例中，使用单独的反馈通道可以使信号的产生和/或接收更可靠、更节能和/或更容易实施。
现在参考图1，示出了过滤系统的数据通信环境100的示意图。机器102(如车辆)可以包括发动机控制单元104(ECU)和过滤系统106。过滤系统106可以用于各种目的，包括但不限于过滤流体，诸如进入的空气、燃料、润滑油或废气。在一些实施例中，机器102包括多个过滤系统。下文更详细地描述了示例性过滤系统。
在一些实施例中，过滤系统106可以以有线或无线方式与ECU 104进行电子通信。在一些实施例中，过滤系统106可以绕过ECU 104或与同ECU 104交换的有线或无线信号并行地向机器102或车辆外部的部件发射和/或从该机器或车辆外部的部件接收无线信号。然而，在其他实施例中，过滤系统106可以不与机器102外部的部件通信。
机器102可以处于工作环境116内。工作环境116可以表示机器102主要在其中运行的地理区域。取决于机器102的性质，工作环境116可以相当大(数十至数千平方英里)或相对较小(小于10或甚至1平方英里)。工作环境116可以是例如采矿设施、建筑工地、运输或分配中心、生产设施等。在一些实施例中，网关或转发器单元110可以设置在工作环境116内。在一些实施例中，网关或转发器单元110可以与机器102和/或其部件(如过滤系统106和/或ECU 104)无线通信。在一些实施例中，网关或转发器单元110可以连接到外部数据网络122，如互联网或各种专用网络。在一些实施例中，数据网络122可以是分组交换网络。在一些实施例中，网关或转发器110还可以包括数据网络路由器的功能。
在一些实施例中，服务器112也可以设置在工作环境116中。服务器112可以从网关或转发器单元110接收数据。然而，将理解的是，在许多实施例中，工作环境116中可能没有服务器112。
在一些实施例中，可以与无线通信塔120(或天线阵列)交换来自诸如机器102、ECU104、过滤系统106、网关或转发器单元110等部件中的一个或多个的无线信号，该无线通信塔可以是蜂窝塔或其他无线通信塔。无线通信塔120可以连接到数据网络122，诸如互联网或另一类型的公用或专用数据网络、分组交换网络或其他网络。
数据网络可以提供与工作环境116外部的其他部件的单向或双向通信。例如，服务器124或其他处理装置可以从诸如机器102、ECU 104、过滤系统106、网关或转发器单元110等一个或多个部件接收包含数据的电子信号。服务器124可以与数据库126接口连接以存储数据。在一些实施例中，服务器124(或作为服务器系统的一部分的特定装置)可以与用户装置128接口连接，该用户装置可以允许用户查询存储在数据库126中的数据。
由过滤系统106产生的数据可以是各种类型。在一些实施例中，由过滤系统106产生的数据可以包括关于以下各项的数据：压降、随时间推移的压降变化、初级过滤器去除事件和/或该事件的计数、次级过滤器去除事件和/或该事件的计数、初级过滤器使用小时数、次级过滤器使用小时数、初级过滤器的安装日期和时间和/或安装事件的计数、次级过滤器的安装日期和时间和/或安装事件的计数等。
现在参考图2，示出了其中使用了根据本披露的过滤系统的系统的实施例的示意图。在图2中，示意性地示出了具有发动机233的设备232(如车辆)，该发动机具有一些限定的额定空气流量要求，例如，至少50cfm且最高为1800cfm。设备232可以是公共汽车、公路上的卡车、越野车辆、拖拉机、轻型或中型卡车、或诸如快艇等海上应用。发动机233通过使用空气和燃料混合物来为设备232提供动力。在图2中，示出气流在进气区域235处被吸入发动机233。虚线示出了可选的涡轮236，以可选地增加进入发动机233的进气。具有过滤器构造242的过滤系统240在发动机233和涡轮236的上游。通常，在操作中，空气在箭头244处被吸入到过滤系统240中并穿过过滤器构造242。在该过滤器构造处，颗粒和污染物从空气中去除。净化后的空气在箭头246处向下游流入进气口235。空气从该进气口处流入发动机233，以便为设备232提供动力。
现在参考图3，示出了根据本文各个实施例的过滤系统300的各部分的示意图。过滤系统300可以包括过滤器元件302和过滤器外壳304。为了便于示意性图示，过滤器元件302和过滤器外壳304被简单地示出为彼此相邻设置。然而，将理解的是，在许多实施例中，过滤器元件302可以被配置为装配在过滤器外壳304的至少一部分内。过滤器元件302可以包括过滤器主体(未在图3中示出)和过滤介质(未在图3中示出)。过滤器元件302可以进一步包括与过滤器主体相关联的无线功率接收器306。在一些实施例中，无线功率接收器306可以永久地集成到过滤器主体中。在其他实施例中，无线功率接收器306可以可拆卸地附接到过滤器主体。无线功率接收器306还可以包括诸如接收天线308和电容器310等部件。过滤器元件302还可以包括与无线功率接收器306电通信的控制电路312。过滤器元件302还可以包括与控制电路312通信并被配置为通过与接收天线308分离的通道进行传输的反馈通道电路316。
在该示例中，接收天线308是电感器。然而，接收天线308也可以采取其他形式。在各个实施例中，无线功率接收器306可以包括LC电路。在各个实施例中，无线功率接收器306可以包括RF功率接收器。无线功率接收器306可以设置在过滤器主体上或该过滤器主体中。
在一些实施例中，反馈通道电路可以包括光反馈通道电路。在一些实施例中，过滤器元件302可以进一步包括与光反馈通道电路和/或其他电气部件320电通信的光发射器318。在一些实施例中，光发射器可以包括发光二极管。在一些实施例中，光发射器可以包括红外发光二极管。
在一些实施例中，信号发射器可以传送数据。例如，光信号发射器可以通过循环开启和关闭来传送数字化信息，这可以对应于二进制数据格式的“0”和“1”。在其他实施例中，信号发射器的开启和关闭周期可以对应于非二进制数据格式。
数据本身可以表示各种类型的数据，包括但不限于从传感器得到的数据(如下所述)。
在其他实施例中，信号发射器可以用作传感器的一部分。例如，在通过吸光度、透射率或其他光学或非光学现象来感测流体特性的情况下，信号发射器可以用于产生信号，并且探测器(与过滤器外壳相关联)可以从信号发射器接收信号。
在一些实施例中，过滤器元件302可以进一步包括与控制电路312电通信的传感器314。在本文中设想了许多不同类型的传感器。举例来说，传感器314可以是压力传感器、温度传感器、振动传感器、颗粒传感器、气体浓度传感器等。
在一些实施例中，从传感器314得到的数据通过反馈通道电路316被传输至外部接收器(如与过滤器外壳304相关联的接收器)。
过滤器外壳304可以限定内部体积，并且过滤器元件302可以被配置为装配在过滤器外壳304的内部体积内。无线功率发射器326可以与过滤器外壳304相关联。无线功率发射器326还可以包括诸如发射天线328和电容器330等部件。过滤器外壳304还可以包括与无线功率发射器326电通信的控制电路332。信号接收器336可以与过滤器外壳304相关联，并且可以被配置为从反馈通道电路316接收信号。在一些实施例中，信号接收器336可以包括光探测器338。各种电路系统可以与控制电路332相关联，例如电源340。
在该示例中，发射天线328是电感器。然而，发射天线328也可以采取其他形式。在各个实施例中，无线功率发射器326可以包括LC电路。在图3所示的视图中，发射天线328产生电磁场342，然后通过接收天线308接收该电磁场。
根据各个实施例，控制电路332可以包括数据存储装置(包括可以被读取且在一些情况下被写入的用于数据存储的存储器电路)和/或与该数据存储装置电通信。
在一些实施例中，过滤器外壳可以在过滤器外壳与过滤器元件之间限定流体流动路径，并且该流体流动路径可以(至少部分地)在光发射器与信号接收器之间延伸。
现在参考图4，示出了根据本文各个实施例的过滤系统300的各部分的示意图。在该实施例中，过滤器外壳304限定了流体流动路径402，当过滤系统300运行时，流体404流过该流体流动路径。流体流动路径402可以在光发射器318与光探测器338之间延伸。以这种方式，可以通过评估由光探测器338接收的信号来确定与流经流体流动路径402的流体相关的方面。可以通过光学确定的流体方面可以包括浊度、颜色、吸光度等。然而，将理解的是，也可以使用除光探测器之外的探测器。举例来说，可以使用第一电极和第二电极来代替光发射器318和光探测器338。在其他实施例中，可以使用声音或振动发射器和振动探测器来代替光发射器318和光探测器338。设想了许多类型的发射器和探测器。
现在参考图5，示出了根据本文各个实施例的其中安装有初级过滤器元件520的过滤系统500的示意性截面视图。过滤系统500可以包括外壳502，该外壳包括流体入口510和流体出口512，该外壳限定内部体积514。初级过滤器元件520可以设置在外壳502的内部体积514内，并且可以被配置为可拆卸地设置在其中。在图5所示的视图中，初级过滤器元件520完全插入到外壳502中，使得初级过滤器元件520处于靠近或接触内部体积514的远端528的位置。在内部体积514的相对侧是内部体积514的近端530。内部体积514的近端530被配置为与可拆卸盖504接合，该可拆卸盖与近端530相邻地装配以密封外壳的近端，从而避免流体从该近端流过。可拆卸盖504可以与近端530接合并通过包括螺纹、摩擦配合机构、闩锁、带扣、卡扣配合机构等的各种装置或结构保持附接至该近端。
功率接收和信号发射元件522可以与过滤器元件520相关联。功率接收和信号发射元件522可以包括与如上面参考图3所述的过滤器元件302相关联的特征。功率发射和信号接收元件524可以设置在外壳502中或该外壳上。功率发射和信号接收元件524可以包括与如上面参考图3所述的过滤器外壳304相关联的特征。功率发射和信号接收元件524可以被配置为通过无线方式向功率接收和信号发射元件522发送功率以及从该功率接收和信号发射元件发回信号。
功率接收和信号发射元件522和功率发射和信号接收元件524相对于过滤器元件的其他部件和过滤器外壳的位置可以改变。在图5的示例中，功率接收和信号发射元件522以及功率发射和信号接收元件524彼此紧邻定位。然而，参考图6，功率接收和信号发射元件522以及功率发射和信号接收元件524在流体流动路径602两侧彼此分离。
此外，图6示出了多于一个功率接收和信号发射元件522以及多于一个功率发射和信号接收元件524。在该示例中，示出了第二功率接收和信号发射元件622以及第二功率发射和信号接收元件624。第二功率接收和信号发射元件622以及第二功率发射和信号接收元件624在流体流动路径602两侧彼此分离，但是在这种情况下，这两者被定位成比功率接收和信号发射元件522以及功率发射和信号接收元件524更远离流体入口510。
在存在多于一个功率接收和信号发射元件522和/或多于一个功率发射和信号接收元件524的一些情况下，可以共享某些相同的部件(例如图3所示的部件)。例如，在一些实施例中，第一功率接收和信号发射元件522可以包括诸如天线等硬件以通过无线方式接收功率，然后通过穿过过滤器元件的有线连接与第二功率接收和信号发射元件622共享接收到的功率。
将理解的是，本文的过滤系统的实施例可以包括多于一个过滤器元件。例如，在本文的一些实施例中，过滤系统可以被配置为包括初级过滤器元件和次级过滤器元件。在正常操作期间，初级过滤器元件可以执行大部分或所有过滤活动。然而，如果初级过滤器发生故障，则次级过滤器元件(或备用过滤器元件)可以通过在一段时间内过滤流体来保护其中设置有过滤系统的机器。在一些实施例中，初级过滤器和次级过滤器以相同的频率更换。然而，在其他实施例中，初级过滤器的更换频率大于次级过滤器的更换频率。
现在参考图7，示出了根据本文各个实施例的其中安装有初级过滤器元件520和次级过滤器元件521的过滤系统500的示意性截面视图。过滤系统500可以包括外壳502，该外壳包括流体入口510和流体出口512，该外壳限定内部体积514。初级过滤器元件520可以设置在外壳502的内部体积514内，并且可以被配置为可拆卸地设置在其中。次级过滤器元件521可以设置在外壳502的内部体积514内，并且还可以被配置为可拆卸地设置在其中，与去除初级过滤器元件520同时或不同时。
在图7所示的视图中，初级过滤器元件520和次级过滤器元件521完全插入外壳502中，使得初级过滤器元件520和次级过滤器元件521处于靠近或接触内部体积514的远端528的位置。在内部体积514的相对侧是内部体积514的近端530。内部体积514的近端530被配置为与盖504接合，该盖与近端530相邻地装配以密封外壳的近端，从而避免流体从该近端流过。
第一功率接收和信号发射元件522可以与初级过滤器元件520相关联(诸如设置在其上或其中)，第二功率接收和信号发射元件722可以与次级过滤器元件521相关联(诸如设置在其上或其中)。第一功率发射和信号接收元件524可以设置在外壳502中或该外壳上，并且第二功率发射和信号接收元件724也可以设置在外壳502中或该外壳上。第一功率发射和信号接收元件524可以被配置为通过无线方式向第一功率接收和信号发射元件522发送功率以及从其接收信号。第二功率发射和信号接收元件724可以被配置为通过无线方式向第二功率接收和信号发射元件722发送功率以及从其接收信号。
将理解的是，本文的过滤系统可以采取许多不同的形状和配置。现在参考图8，示出了根据本文各个实施例的其中安装有初级过滤器元件820和次级过滤器元件821的过滤系统800的示意性截面视图。过滤系统800可以包括外壳802，该外壳包括流体入口810和流体出口812。该外壳可以限定内部体积814。初级过滤器元件820可以设置在外壳802的内部体积814内，并且可以被配置为可拆卸地设置在其中。次级过滤器元件821可以设置在外壳802的内部体积814内，并且也可以被配置为可拆卸地设置在其中。在该实施例中，可以在去除或不去除次级过滤器元件821的情况下去除初级过滤器元件820。
在内部体积814的相对侧是内部体积814的近端830。内部体积814的近端830被配置为与盖804接合，该盖与近端830相邻地装配以密封外壳的近端，从而避免流体从该近端流过。
第一功率接收和信号发射元件522可以与初级过滤器元件820相关联(诸如设置在其上或其中)，第二功率接收和信号发射元件722可以与次级过滤器元件821相关联(诸如设置在其上或其中)。第一功率发射和信号接收元件524可以设置在外壳802中或该外壳上，并且第二功率发射和信号接收元件724也可以设置在外壳802中或该外壳上。第一功率发射和信号接收元件524可以被配置为通过无线方式向第一功率接收和信号发射元件522发送功率以及从其接收信号。第二功率发射和信号接收元件724可以被配置为通过无线方式向第二功率接收和信号发射元件722发送功率以及从其接收信号。
如上所述，本文设想了用于过滤系统的许多不同的形状和配置。现在参考图9，示出了包括外壳912和可拆卸且可更换的初级过滤器元件914的过滤系统910的分解透视图。在所示的示例中，外壳912包括壳体916和可拆卸维修盖918。盖918提供对壳体916的内部的维修通道以进行维修。对于图9中描绘的一般类型的过滤系统910，维修通常涉及从外壳912拆卸和去除至少一个过滤器元件(如所描绘的过滤器元件914)，以用于进行翻新或更换。
所描绘的外壳912包括外壁920，该外壁具有端部921、空气入口922和空气出口924。对于所描绘的实施例，入口922和出口924都在壳体916中。在其他实施例中，入口922或出口924中的至少一个可以是盖918的一部分。在典型的使用中，环境或未过滤空气通过入口922进入过滤系统910。在过滤系统910内，空气穿过过滤器元件914以获得期望的颗粒去除水平。然后，经过滤的空气从过滤系统910穿过出口924向外流动，并通过适当的管道系统或导管引向相关联发动机、压缩机或其他系统的进气口入口。
尽管图9描述了用于去除颗粒的过滤器元件，但是将理解的是，本文的实施例还可以包括用于去除气相和/或液相污染物的过滤系统和/或过滤器元件。
所描绘的特定过滤系统910具有限定桶形或大体上圆柱形配置的外壁920。在该特定配置中，出口924可以被描述为轴向出口，因为它通常在由过滤器元件914限定的纵向中心轴线的方向上延伸并周向环绕该纵向中心轴线。维修盖918通常装配在壳体916的开口端926上。在所示的特定布置中，盖918通过闩锁928固定在端部926上方的适当位置。
图9还示出了接收天线908和信号发射器962，该接收天线可以是无线功率接收器的一部分，并且该信号发射器可以是反馈通道电路的一部分，这两者都设置在过滤器元件914的第一端盖954上。发射天线964可以安装在外壳912的端部921之上或之中。在一些实施例中，发射天线964可以是无线功率发射器的一部分，并且可以与系统控制器965电通信。信号接收器(未在该视图中示出)可以与外壳912相关联，并且可以从信号发射器962接收信号。系统控制器965可以包括用于遥测、数据(包括RAM/ROM和/或数据寄存器)存储和/或处理、功率存储和/或调制等的各种电路系统。在一些实施例中，系统控制器965可以包括微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等。
本文所使用的术语“过滤器元件”或“元件”是指包括过滤介质的可拆卸且可更换的部件，当流体被引导从入口922穿过内部到达出口924时，被过滤的流体穿过该过滤介质，同时元件914执行过滤功能。除非另有说明，否则术语“元件”、“过滤器元件”和“过滤器”是指过滤系统910内的可拆卸且可更换的部件。优选地，过滤器元件被配置为使得它们可以以适当的维修周期手动去除和更换。
在本文中，术语“初级元件”或“初级过滤器元件”通常指的是在过滤系统使用期间大部分灰尘、颗粒或其他污染物堆积在其中的过滤器元件。在具有两个元件的典型系统中，在典型组装期间，初级元件位于安全元件的上游。在本上下文中，“上游”是指，由于使用期间过滤器元件的位置、过滤系统的配置以及密封件的位置，当空气或其他流体从入口922流到出口924时，空气或其他流体通常必须在通过该安全元件之前先通过该初级元件。
在本文中，术语“次级元件”或“安全元件”是指初级元件之后的下游元件。通常，在安全元件上堆积的灰尘、颗粒或其他污染物非常少，并且通常只有在初级元件的某个部分失效或密封件失效、在初级元件的维修过程中因疏忽导致灰尘移位、或者发生一些其他事故时才会发生堆积。
尽管本文到目前为止所示的许多过滤器元件和外壳描绘了被配置为适合于它们的圆柱形过滤器元件和外壳，但是将理解的是，本文中设想了具有许多不同形状的过滤器元件。另外，尽管以上引用的包括次级或安全过滤器元件的实施例示出了此类次级或安全过滤器元件装配在初级过滤器元件内，但是本文中设想了包括初级过滤器元件和次级过滤器元件的过滤系统的许多其他配置。取决于上下文，对“第一过滤器元件”的引用可以指如本文所描述的初级过滤器元件或次级过滤器元件。类似地，取决于上下文，对“第二过滤器元件”的引用可以指如本文所描述的初级过滤器元件或次级过滤器元件。
现在参考图10，描绘了具有过滤器元件1000的过滤系统1060的示意性分解透视图。过滤系统1060可以包括具有外壳部分1062、1063的外壳1061，在安装期间，轴向外壳密封装置1002将定位在这些外壳部分之间并被挤压。外壳部分1063之一通常将是过滤器元件接纳部，并且将在接纳部中包括接纳槽1065，在安装期间将密封装置1002装配到该接纳槽中。第二外壳部分1063通常将包括压力凸缘1064，该压力凸缘被定向成在安装期间向表面施加压力，从而帮助确保密封表面被按压，以将密封构件1012充分地挤压抵靠在槽1065的支架或密封表面部分上以进行密封。可以使用各种固位机构(如螺栓或偏心闩锁)来施加和保持力。
仍然参考图10，外壳部分1063包括密封区域外周边轮缘1070，该外周边轮缘在安装期间可以围绕密封装置1002并在与可选手柄构件1030、1031相同的方向上从该密封装置突出。过滤器元件1000可以凹进轮缘1070内。
仍然参考图10，外壳部分1063还包括密封区域内周边轮缘1071，该内周边轮缘由轮缘1070围绕并且由包括密封接合表面的槽1072与该轮缘间隔开。轮缘1071是可选的，但是是优选的。当过滤器元件1000被适当地安装时，通常将定位成使得密封装置或构件1012的一部分将被定位在轮缘1071与轮缘1070之间。
可以作为无线功率接收器的一部分的接收天线1092和可以作为反馈通道电路的一部分的信号发射器1093可以与过滤器元件1000相关联，诸如设置在其上或其中。具体地，接收天线1092可以设置在过滤器元件1000的侧壁1003之上或之中，或设置在过滤器元件1000的另一部件之上或之中。发射天线1094可以安装在外壳1061之上或之中。发射天线1094可以是无线功率发射器的一部分。信号接收器1097可以与外壳1061相关联，并且可以从信号发射器1093接收信号。
在一些实施例中，发射天线1094可以与包括电触点1096的接触焊盘1095电通信。接触焊盘1095可以有助于将发射天线1094与其他设备连接以传送功率。
注意，图10的外壳1062是示意性的。该外壳还可以具有与其安装、气流入口、气流出口等相关的附加特征。此外，接收天线1092和信号发射器1093可以位于许多不同的特定位置，例如在过滤器元件1000的内部或者在过滤器元件1000或过滤系统的其他部件内或之间。
现在参考图11，示出了过滤器组件1140的分解透视图，该过滤器组件包括过滤器头部1144和旋转式圆筒过滤器1146。过滤器头部1144能够可操作地接纳旋转式圆筒过滤器1146和滤杯滤芯式过滤器(未示出)。“可操作地接纳”是指过滤器头部1144包括用于接合旋转式圆筒过滤器1146的适当结构，使得待清洁的流体被引导穿过适当的通道并按预期清洁流体。参考图11，旋转式圆筒过滤器1146包括一次性外壳1150和挡板1152。外壳1150限定了过滤器内部，该过滤器内部永久地保持不可更换的滤芯式过滤器(过滤器元件)。在一些实施例中，过滤器头部1144包括端面1145。
挡板1152包括多个孔1142，以允许流体从过滤器头部1144流入旋转式圆筒过滤器1146的内部体积。
过滤器头部1144包括块1158，该块包括形成围绕内部体积的外管的连续外壁构件1160。过滤器头部块1158可以限定第一端口(该第一端口在向前流动系统中是入口端口)、第二端口(该第二端口在向前流动系统中是出口端口)、以及内部或中心管(其在内部体积内并且由外管周向环绕)。
在一些实施例中，外表面1172可以具有第一机械连接结构1174。第一机械连接结构1174包括许多类型的装置。在这些可能的装置中，示例包括螺纹、卡口连接、珠槽连接等。在所示的特定实施例中，第一连接结构1174包括第一多个螺纹1176。在该特定实施例中，第一多个螺纹1176位于壁构件1160的外表面1172上。然而，在其他实施例中，第一多个螺纹可以沿着壁构件1160的内表面定位。
旋转式圆筒过滤器1146可以包括第二机械连接结构1125，在这种情况下，该第二机械连接结构被描绘为螺纹1126。螺纹1126接合第一连接结构1174的第一多个螺纹1176。
无线功率接收器、控制电路和反馈通道电路(未在该视图中示出)可以与旋转式圆筒过滤器1146相关联，诸如设置在其上或其中。无线功率发射器和信号接收器可以与过滤器头部1144或其部件(如壁构件1160)相关联，诸如设置在其上或其中。无线功率接收器和/或反馈通道电路可以与一次性使用外壳1150或其一部分相关联和/或设置在其中或其上。例如，在一些实施例中，无线功率接收器和/或反馈通道电路可以与同一次性使用外壳1150相关联的排水管和/或燃料含水量传感器相关联和/或设置在其中或其上。
已经参考各种特定和优选的实施例以及技术描述了各方面。然而应理解的是，在本文的精神和范围内可以作出许多变化和修改。如此，本文描述的实施例不旨在是穷尽的或将本发明限制为在以下详细说明中披露的确切形式。相反，选择和描述实施例以使得本领域技术人员可以了解和明白原理和实践。
应注意的是，除非内容另外明确指出，否则在本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”都包括复数指代物。因此，例如，提及含有“一种化合物”的组合物包括两种或更多种化合物的混合物。还应注意的是，除非内容另外明确指出，否则术语“或”一般是在其包括“和/或”的意义上采用的。
还应注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，短语“被配置为”描述了被构造或被配置为用于执行特定任务或采用特定配置的系统、设备或其他结构。短语“被配置为”可以与如被布置且被配置为、被构造且布置成、被构造成、被制造且布置成等等其他类似的短语互换使用。
本说明书中所有的出版物和专利申请都表明了本发明所属领域的普通技术人员的水平。所有的出版物和专利申请通过援引并入本文，其程度如同明确且单独地通过引用而指明每一个单独的出版物或专利申请。

Claims (30)

1.一种用于过滤系统的过滤器元件，所述过滤器元件包括：
过滤器主体；
过滤介质，所述过滤介质设置在所述过滤器主体内；
无线功率接收器，所述无线功率接收器与所述过滤器主体相关联，包括接收天线；
控制电路，所述控制电路与所述无线功率接收器电通信；以及
反馈通道电路，所述反馈通道电路与所述控制电路通信并被配置为通过与所述接收天线分离的通道进行传输，反馈通道电路包括光反馈通道电路；并且
其中，过滤器元件在过滤器元件和在其中装配所述过滤器元件的过滤器外壳之间限定流体流动路径，其中流体流动路径经过光反馈通道电路，其中光反馈通道电路被配置成评估流经流体流动路径的流体的至少一个特性。
2.如权利要求1所述的过滤器元件，所述无线功率接收器的接收天线包括：电感器。
3.如权利要求1所述的过滤器元件，所述无线功率接收器包括：LC电路。
4.如权利要求1所述的过滤器元件，所述无线功率接收器包括：RF功率接收器。
5.如权利要求1所述的过滤器元件，所述无线功率接收器设置在所述过滤器主体上或设置在所述过滤器主体中。
6.如权利要求1所述的过滤器元件，所述过滤器元件进一步包括：光发射器，所述光发射器与所述光反馈通道电路电通信。
7.如权利要求6所述的过滤器元件，所述光发射器包括：红外发光二极管。
8.如权利要求1所述的过滤器元件，进一步包括传感器，所述传感器与所述控制电路电通信。
9.如权利要求8所述的过滤器元件，所述传感器包括：压力传感器。
10.如权利要求8所述的过滤器元件，所述传感器包括：温度传感器。
11.如权利要求8所述的过滤器元件，所述传感器包括：振动传感器。
12.如权利要求8所述的过滤器元件，所述传感器包括：颗粒传感器。
13.如权利要求8所述的过滤器元件，所述传感器包括：气体浓度传感器。
14.如权利要求8所述的过滤器元件，其中，从所述传感器得到的数据通过所述反馈通道电路传输到外部接收器。
15.如权利要求1所述的过滤器元件，其中，所述无线功率接收器永久地集成到所述过滤器主体中。
16.如权利要求1至14中任一项所述的过滤器元件，其中，所述无线功率接收器可拆卸地附接到所述过滤器主体。
17.一种过滤系统，包括：
过滤器元件，所述过滤器元件包括：
过滤器主体；
过滤介质，所述过滤介质设置在所述过滤器主体内；
无线功率接收器，所述无线功率接收器与所述过滤器主体相关联；
控制电路，所述控制电路与所述无线功率接收器电通信；以及
反馈通道电路，所述反馈通道电路与所述控制电路通信，反馈通道电路包括光反馈通道电路；以及
过滤器外壳，所述过滤器外壳限定了内部体积，所述过滤器元件被配置为装配在所述过滤器外壳的内部体积内；
无线功率发射器，所述无线功率发射器与所述过滤器外壳相关联；以及
信号接收器，所述信号接收器与所述过滤器外壳相关联；并且
其中，过滤器外壳在过滤器外壳和过滤器元件之间限定流体流动路径，其中流体流动路径经过光反馈通道电路，其中光反馈通道电路被配置成评估流经流体流动路径的流体的至少一个特性。
18.如权利要求17所述的过滤系统，所述无线功率接收器包括：感应功率接收器。
19.如权利要求17所述的过滤系统，所述无线功率接收器包括：RF功率接收器。
20.如权利要求17所述的过滤系统，所述无线功率接收器包括：天线。
21.如权利要求17所述的过滤系统，所述无线功率接收器设置在所述过滤器主体上或设置在所述过滤器主体中。
22.如权利要求17所述的过滤系统，所述过滤器元件进一步包括：光发射器，所述光发射器与所述光反馈通道电路电通信。
23.如权利要求22所述的过滤系统，所述光发射器包括：红外发光二极管。
24.如权利要求17所述的过滤系统，进一步包括传感器，所述传感器与所述控制电路电通信。
25.如权利要求24所述的过滤系统，所述传感器包括：压力传感器。
26.如权利要求24所述的过滤系统，所述传感器包括：温度传感器。
27.如权利要求24所述的过滤系统，所述传感器包括：振动传感器。
28.如权利要求24所述的过滤系统，所述传感器包括：浊度传感器。
29.如权利要求17至28中任一项所述的过滤系统，所述信号接收器包括：光探测器。
30.一种过滤系统，包括：
旋转式圆筒过滤器，包括过滤器外壳，所述过滤器外壳限定内部体积，过滤器元件被配置成装配在过滤器外壳的内部体积中；
无线功率接收器，所述无线功率接收器与所述旋转式圆筒过滤器相关联；
控制电路，所述控制电路与所述无线功率接收器电通信；以及
反馈通道电路，所述反馈通道电路与所述控制电路通信，反馈通道电路包括光反馈通道电路；
过滤器头部，所述过滤器头部被配置为接纳所述旋转式圆筒过滤器；
无线功率发射器，所述无线功率发射器与所述过滤器头部相关联；以及
信号接收器，所述信号接收器与所述过滤器外壳相关联；并且
其中，过滤器外壳在过滤器外壳和过滤器元件之间限定流体流动路径，其中
流体流动路径经过光反馈通道电路，其中光反馈通道电路被配置成评估流经流体流动路径的流体的至少一个特性。
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