CN112165979B - 使用相关磁转矩设计的滤波器互连 - Google Patents

Abstract

一种过滤系统互连结构，其具有具有相关磁体的可旋转歧管磁体的歧管、具有对准轨道的护罩、用于进水的致动阀以及具有相关磁体的可旋转过滤器磁体的滤筒，其中当所述滤筒插入所述护罩内时，所述歧管磁体和所述过滤器磁体彼此磁连通，并且至少部分可旋转地兼容，其中所述歧管磁体与所述过滤器磁体一起旋转，直到所述歧管磁体经历超过所述过滤器磁体的预定旋转的旋转停止，因此，允许过滤器磁铁相对于歧管磁铁改变极性，并产生排斥力，以从护罩中取出滤筒。

Description

使用相关磁转矩设计的滤波器互连

技术领域

本发明涉及一种滤筒与其对应歧管之间的互连方案。本发明利用包含相关磁体的相关磁性设计。相关磁体在本申请中的功能是双重的。首先，通过将滤筒旋转到歧管中来致动阀；其次，在滤筒旋转时引入排斥力，以帮助滤筒从歧管移除。

背景技术

在2010年9月21日发布到相关磁学研究有限责任公司的题为“场发射系统和方法”的美国专利7,800,471(“471专利”)中引入了相关磁体设计。该专利描述了具有电场源或磁场源的场发射结构。磁场源或电场源的幅度、极性和位置被配置为具有根据预定代码的期望的相关属性。相关属性对应于力函数，其中空间力对应于相对对准、分离距离和空间力函数。

在2010年10月19日发布到雪松岭研究有限责任公司的题为“与第一和第二组件之间的精密附接体有关的装置和方法”的美国专利7,817,006(471专利的相关专利)中，教导了第一和第二组件之间的附接方案。通常，第一组件包括第一场发射结构，第二组件包括第二场发射结构，其中每个场发射结构包括多个磁场发射源(磁阵列)，所述多个磁场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，所述预定空间力函数对应于场发射结构的预定对准。当第一场发射结构接近第二场发射结构时，这些组件适于彼此附接。

当相关磁体与互补或镜像对应物对准时，构成每个相关磁体的各种磁场发射源将对准，从而导致峰值空间吸引力，而未对准将导致各种磁场发射源基本上彼此抵消。空间力(吸引力、排斥力)的大小是两个磁场发射结构的相对对准、磁场强度及其各种极性的函数。

可以根据代码改变各个磁体源的极性，而不需要保持机构来防止磁力“翻转”磁体。作为该磁性作用的一个说明性示例，图1中描绘了现有技术的装置1000。装置1000包括第一组件1002和第二组件1012。第一组件包括包含多个场发射源1006的第一场发射结构1004。第二组件包括包含多个场发射源1016的第二场发射结构1014。当第一场发射结构1004接近第二场发射结构1014时，即，当第一和第二组件相对于彼此处于预定对准时，第一和第二组件适于彼此附接。

第一场发射结构1004可配置为与第二场发射结构1014相互作用，使得第二组件1012可对准以附接(吸引)到第一组件1002或未对准以从第一组件移除(排斥)。当各自的第一场发射结构1004和第二场发射结构1014相对于彼此移动而不对准时，第一组件1002可以从第二组件1012释放。

通常，对于给定的表面积A，随着每个场发射结构中不同场发射源的数量N的增加，两个或多个场发射结构趋于对准的精度增加。换句话说，通过增加形成两个场发射结构的场发射源的数量N，可以增加对准精度。更具体地，可以通过增加包括在给定表面积A内的场发射源的数量N来增加对准精度。

在2011年2月22日发布到雪松岭研究的题为“相关的磁耦合装置和使用该相关的耦合装置的方法”的美国专利No.7,893,803中，教导了使用上述相关磁体附接方案的压缩气体系统部件耦合装置。

图2示出了该联接装置的示例性示例，其描绘了具有凹形元件1202和凸形元件1204的快速连接空气软管联接器1200。

凹形元件1202包括第一磁场发射结构1218。凸形元件1204包括第二磁场发射结构1222。两个磁场发射结构通常是平面的，并且符合相同的代码，但是彼此为镜像。连接器部件1202、1204的可操作联接和密封是用足够的力实现的，以便于它们之间的基本上气密的密封。

凸形元件1204与凹形元件1202的移除或分离通过分离附接的第一场发射结构1218和第二场发射结构1222来实现。当凸形元件相对于凹形元件旋转时，释放凸形元件，这又使第一磁场发射结构和第二磁场发射结构不对准。

本文进一步描述了多磁体的精确对准的描述。众所周知，在常规磁体中，即使当磁体偏离中心时，保持力通常也很高。这意味着磁体可能会在不期望的位置吸引，并且通常具有将其保持在该位置的高摩擦力。

与上面讨论的常规磁体具有相同性质的多磁体对被设计和策划成包含对准图案，并且当多磁体对准时将表现出强峰值力(保持力)。当磁体移出对准时，力迅速下降。此外，在预定偏移处，这些磁体实际上将开始排斥。在设计有这些磁体的系统中，组件会感觉像是在漂浮，直到其更紧密地对准，此时其将附接。

以这种方式，在存在强对准力的区域之外存在非常小的正保持力。这消除了当组件未对准时附接的可能性。

Baker相关码用于在函数中形成+1s和-1s的唯一序列，使得两个函数在对准时强烈谐振，并且当移位时谐振急剧减小。

本发明使上述相关(多)磁体技术适用于滤筒和相应歧管的互连结构。

发明内容

考虑到现有技术的问题和缺陷，因此本发明的一个目的是提供一种用于滤筒和歧管结构的“转矩/对准”模型，其允许滤筒上的一个磁体在与歧管上的非接触对应磁体同相时将转矩施加到歧管上的非接触对应磁体。

本发明的另一个目的是提供一种过滤系统，其包含用于附接、分离和主要功能激活的相关磁体。

本发明的另一个目的是提供一种磁性连通的过滤系统(歧管和滤筒)，其中磁体在相对于彼此的预定旋转位置上提供吸引和排斥。

在涉及过滤系统的本发明中实现了对于本领域技术人员显而易见的上述和其他目的，所述过滤系统包括：过滤器歧管，其具有可旋转歧管磁体、靠近歧管磁体的机械止动件、阀和护罩；以及滤筒，其具有外壳本体和从所述外壳本体的顶部延伸的杆，以及位于所述杆上或所述杆内的过滤器磁体；其中所述歧管磁体附接到或容纳在具有延伸部或突片的可旋转结构内，使得所述突片在所述歧管磁体的预定旋转点处与所述歧管机械止动件机械连通，其中在所述滤筒插入所述护罩中时，所述歧管磁体和所述过滤器磁体经由磁连通彼此互连，并且在所述滤筒旋转时，所述歧管磁体旋转并且能够致动所述阀以执行主要功能，诸如打开或关闭到所述滤筒的流体。

所述歧管磁体是具有第一场发射结构的相关磁体阵列。

所述过滤器磁体是具有第二场发射结构的相关磁体阵列。

所述护罩包括多个对准轨道，用于接收从滤筒外壳径向向外延伸的过滤器凸台，所述对准轨道在旋转时控制滤筒的位置。

所述歧管磁体包括在所述歧管磁体的表面上延伸的护套，使得所述歧管磁体通过物理屏障与所述过滤器磁体分离，当所述过滤器磁体插入护罩内时，所述护套靠近所述过滤器磁体。

所述过滤器磁体极性与所述歧管磁体极性对准，当所述滤筒最初在护罩内旋转时，在所述过滤器磁体和所述歧管磁体之间实现吸引力。

当所述过滤器磁体从所述护罩内的初始插入位置沿第一方向旋转大约90°时，所述歧管磁体与所述过滤器磁体一起旋转。

当所述过滤器磁体从所述护罩内的初始插入位置沿第二方向旋转大约90°时，禁止所述歧管磁体与所述过滤器磁体一起旋转，使得所述过滤器磁体极性不再与所述歧管磁体极性对准，并且在磁体之间实现排斥力以帮助取出滤筒。

在旋转之后，所述滤筒可滑动地从所述歧管和护罩移除，并且移除由排斥力辅助。

通过使所述突片邻接所述机械止动件来实现歧管磁体的旋转的禁止，使得当所述滤筒继续旋转时，所述歧管磁体不再能够与所述过滤器磁体一起旋转以旋转超过所述机械止动件。

所述歧管磁体和所述过滤器磁体各自具有相应的场发射结构，其中所述歧管磁体场发射结构被配置为与所述过滤器磁体场发射结构相互作用，使得所述歧管磁体和所述过滤器磁体可以对准以彼此附接(吸引)或不对准以彼此移除(排斥)，其中当各自的场发射结构相对于彼此移动以不对准时，所述歧管磁体可以从过滤器磁体释放。

在第二方面，本发明涉及一种用于过滤系统的歧管，其包括：可旋转歧管磁体，其包括相关磁体阵列；阀，其用于打开或关闭到所述歧管的流体入口；以及护罩，其在内表面上具有多个预定的对准轨道，用于接收从滤筒延伸的过滤器凸台，使得所述滤筒在插入所述护罩和从所述护罩取出时由所述对准轨道引导。

所述歧管磁体支撑在可相对于歧管旋转的可旋转结构上。

在第三方面，本发明涉及一种滤筒，其包括：外壳本体，所述过滤器外壳本体具有侧表面和顶表面，所述外壳本体具有从所述顶表面延伸的杆，以及从所述侧表面径向向外延伸的过滤器凸台；所述杆包括用于流体流动的入口端口和出口端口，以及过滤器磁体，所述过滤器磁体具有用于与歧管上的互补磁体磁性相互作用的多个相关磁体，所述过滤器磁体器所述杆的顶表面上或所述杆内。

在第四方面，本发明涉及一种滤筒，其包括：外壳本体和从所述外壳本体的顶部延伸的杆，所述杆包括过滤器磁体，所述过滤器磁体具有当所述滤筒插入所述歧管内时紧邻歧管磁体的表面，所述外壳本体包括从外壳外表面径向向外延伸的过滤器凸台；当所述滤筒插入歧管护罩中时，所述过滤器凸台在歧管护罩的对准轨道内对准；所述过滤器磁体具有多个相关磁体，当所述滤筒完全插入所述护罩内时，所述相关磁体形成与所述歧管磁体磁连通的场发射结构。

在第五方面，本发明涉及一种过滤系统，该过滤系统包括：过滤器歧管，其具有歧管磁体、切换阀和护罩；以及滤筒，所述滤筒具有外壳本体、从所述外壳本体的顶部延伸的杆、从所述外壳本体径向延伸的过滤器凸台、以及位于所述杆上或所述杆内的过滤器磁体；其中，在将所述滤筒可旋转地插入所述护罩中时，所述歧管磁体和所述过滤器磁体经由磁连通彼此互连，并且在所述滤筒旋转时，所述歧管磁体旋转并且能够致动所述切换阀以执行主要功能，诸如打开或关闭到所述滤筒的流体。

附图说明

在所附权利要求中具体阐述了本发明的认为是新颖的特征和本发明的要素特征。附图仅用于说明目的，并且未按比例绘制。然而，关于组织和操作方法，可以通过参考以下结合附图的详细描述来最好地理解本发明本身，在附图中：

图1描绘了具有彼此磁性附接的两个部件的现有技术的装置；

图2描绘了现有技术的快速连接空气软管联接器，示出了用于附接的相关磁体的放置；

图3A描绘了歧管和护罩或外壳的一部分的横截面；

图3B描绘了具有使滤筒上的过滤器凸台转向的对准轨道的护罩；

图4A描绘了处于连接或安装位置或状态的本发明的歧管和护罩内的滤筒的一部分的横截面视图；

图4B描绘了当滤筒插入护罩内时滤筒的安装位置，其中过滤器凸台在护罩的对准轨道的一部分中对准；

图4C描绘了歧管磁体和过滤器磁体在吸引或附接位置中的极性位置；

图5A描绘了使用每个磁体上的位置指示器

的旋转的滤筒的新对准位置；

图5B描绘了当滤筒和歧管将系统置于开启状态时过滤器凸台的位置；

图5C描绘了当过滤器凸台处于对准轨道的末端位置时每个磁体的吸引极性；

图6A描绘了当过滤器凸台处于用于滤筒移除的对准轨道的端点时由滤筒的旋转引起的彼此异相的位置指示器

图6B描绘了在对准轨道的端点处的过滤器凸台，用于顶出滤筒；

图6C描绘了顶出位置处的磁体取向；

图7描绘了滤筒的顶部，示出了滤筒的杆部分内的滑阀4；

图8描绘了过滤系统的第二实施例，该过滤系统利用在滤筒杆和歧管上的相关磁体，其中过滤器凸台在插入和取出期间沿着歧管护罩上的预定对准路径；

图9描绘了歧管护罩的对准路径螺纹，其中过滤器凸台位于螺纹的上腿部；

图10描绘了歧管护罩的对准路径螺纹，其中过滤器凸台位于螺纹的下腿部；以及

图11描绘了过滤系统的第三实施例，该过滤系统利用在滤筒杆和歧管上的相关磁体，其中盖可旋转地连接到歧管，盖具有延伸的凸耳，用于沿着歧管捕获结构上的螺纹路径，其中螺纹路径表示歧管捕获结构插入和取出时的预定对准路径。

具体实施方式

在描述本发明的优选实施例时，将参考附图中的图1-11，其中相同的标号表示本发明的相同特征。

相关磁体包含交替磁极的区域。这些交替磁极的代码可以集中和/或成形磁场，以给予匹配的磁体对独特的性质。所提出的设计具体地使用“转矩/对准”模型，其允许一个磁体在与非接触对应磁体同相时将转矩施加到非接触对应磁体。

当转矩通过施加过大的力或阻碍连接对的旋转而超过最大值时，连接对部件(每个具有相应的磁体)将使其磁体异相，从而对彼此产生排斥力。所提出的设计利用该特性将过滤器附接到歧管，通过旋转来打开和关闭非接触阀(例如，滑阀或其他阀设计)，并且通过帮助顶出过滤器来帮助移除过滤器。

这些特征通过在连接对的每个部件上具有彼此平行定向的至少一对磁体(优选相关磁体)来实现，其中第一磁体位于过滤器的顶部，并且互补磁体位于设计成将过滤器固定就位的歧管上。在至少一个实施例中，引入薄层材料，物理地分离两个磁体，因此其不能具有物理接触表面，但是仍然可以彼此磁性吸引或排斥。

位于歧管上的磁体的功能是优选地通过旋转来帮助致动阀(例如，滑阀、凸轮和提升阀以及其他阀类型)。歧管磁体自由旋转，但在旋转范围内受到限制。优选地，使用90度旋转来对应于阀的打开位置和关闭位置；然而，其他旋转范围是可能的并且不禁止的。滤筒磁体也与旋转的滤筒一起自由旋转，并且在实施例中设计成确保滤筒将比歧管磁体旋转得更远。

举例来说，当歧管磁体可旋转高达90°时，将滤筒磁体设计成自由旋转180°。将滤筒磁体设计成执行两个功能。第一功能是向歧管磁体施加扭矩(即，使歧管磁体旋转)以便致动阀。第二个功能是与机械止动件一起工作，以迫使磁体对异相以帮助移除过滤器。

在初始安装期间，过滤器由对准轨道和凸台系统引导，使得过滤器顶表面上的相关磁体(过滤器磁体)和歧管上的对应相关磁体(歧管磁体)对准(同相形成吸引力)但不接触。歧管中的相关磁体在旋转90°时致动阀，所述激活可以物理地、电气地或机械地启动。

当过滤器旋转时，歧管磁体通过吸引力与其一起旋转，并致动阀。防止过滤器和歧管磁体旋转经过阀打开的点。为了移除过滤器，沿相反方向旋转过滤器，使歧管磁体至少部分地沿着旋转路径与其一起旋转，这导致歧管中的阀关闭。防止歧管中的磁体旋转经过关闭位置，但是过滤器自由地“过度旋转”，或者在示例性实施例中，旋转额外的90°。过滤器的“过度旋转”迫使磁体异相并在过滤器和歧管之间产生净排斥力，这然后有助于移除过滤器。

图3A描绘了具有护罩或外壳14的歧管12的一部分的横截面。歧管磁体16位于护罩14的顶端。分离器18(诸如塑料护套)附接在歧管磁体16下方，当滤筒30插入护罩14内并连接到歧管12时，分离器18用于在歧管磁体16和过滤器磁体34(未示出)之间形成间隙。这为歧管与滤筒之间的磁性互连提供了物理分离。

歧管磁体16可围绕中心轴线22旋转；然而，出于下文论述的原因，旋转有意地限于不同于且优选地小于可旋转过滤器磁体34的旋转范围。歧管外壳上的机械止动件24限制可旋转歧管磁体16的旋转。在一个实施例中，机械止动件24将歧管磁体16的旋转限制和约束到90°。基于机械止动件的放置，其他旋转限制是可能的，并且本发明不限于九十度限制。

护罩14包括对准轨道20a-20d以使过滤器凸台32转向，该过滤器凸台32在图3B的滤筒30上示出。对准轨道优选地是嵌入护罩14内的凹槽；然而，其他形式的对准是可能的，并且不排除在本设计之外。例如，对准轨道可形成用于舌槽附接到滤筒凸台的狭槽，或者形成延伸的线性部段以接收具有接收狭槽的滤筒凸台。

参考图3B，图3B是滤筒30的局部剖视图，滤筒30包括在滤筒顶端处的过滤器磁体34，过滤器磁体34能够相对于滤筒的轴线旋转。以这种方式，磁体可以与滤筒相对于滤筒轴线的旋转同时旋转。

在滤筒30插入护罩14内时，歧管护罩14上的对准轨道20c通过接收过滤器凸台32来表示滤筒30的“入口轨道”。在该说明性实施例中，过滤器凸台32是在径向方向上从滤筒轴向中心向外延伸的延伸突起。

对准轨道20d引导过滤器凸台32围绕滤筒30的轴向中心旋转。当作为筒的滤筒30完全插入护罩14内并旋转时，对准轨道20d引导过滤器凸台32的旋转位置，使得过滤器凸台32在对准轨道20d中行进到其端部，因为其路径部分地围绕护罩的内腔。如下面将进一步详细示出的，过滤器凸台32在对准轨道20d内的该端部旋转位置将滤筒30放置在用于过滤操作的位置。

图4A描绘了处于连接或安装位置或状态的歧管12和滤筒30(在护罩14内)的一部分的横截面视图，其中歧管12(具体地，歧管磁体16)磁性地附接并吸引到过滤器磁体34。歧管磁体16在上方示出并且与过滤器磁体16对准。出于示例性目的，通过每个磁体上的位置指示器

来描绘对准。磁体由诸如塑料片的护套或材料层18物理地分离，但是其他材料类型当然是可能的并且不被当前设计禁止。护套18的材料必须能够允许通过其传递磁吸引力和排斥力，但允许磁体表面的滑动旋转。

每个磁体是具有场发射结构的相关磁体。歧管磁场发射结构被配置为与过滤器磁场发射结构相互作用，使得磁体可以对准以彼此附接(吸引)或未对准以彼此移除(排斥)。当各自的场发射结构相对于彼此移动而不对准时，歧管磁体可以从过滤器磁体释放。

通过将滤筒30插入护罩14内来实现滤筒30的该安装位置，其中过滤器凸台32在对准轨道20c中对准，如图4B所示，横穿到对准轨道20c中的最顶部位置，并停止在对准轨道20d的顶部边缘处。当处于该位置时，滤筒磁体34和歧管磁体16共享吸引力“F”(如图4A所示)，其将滤筒附接到歧管。

图4B描绘了当滤筒30处于被放置在安装位置的过程中时过滤器凸台32在护罩14上的对准轨道20内的位置的透视图。

滤筒30首先插入护罩14的入口轨道20c内，直到其到达对准轨道的最顶部。此时，将歧管磁体16和过滤器磁体34定向成完全吸引。也就是说，形成歧管和过滤器磁体的相关磁体处于其各自的相反极性以获得最大吸引力。图4C描绘了歧管磁体16和过滤器磁体34在吸引或附接位置中的极性位置。如底侧视图所示的歧管磁体的正极与如顶侧视图所示的过滤器磁体的负极对准，使磁体“同相”。在该位置，歧管磁体16尽管现在与滤筒磁体34有吸引力，但尚未旋转，并且因此，否则将在歧管磁体旋转时被致动的阀(未示出)保持在其关闭状态。

如图4C所示，歧管磁体16可固定地附接到可旋转结构，诸如圆盘26，其具有随着磁体的旋转而移动的突起或突片28。将突片28设计成邻接机械止动件24，以便限制歧管磁体16的旋转范围。如图4B和4C所示，当滤筒30和过滤器凸台32插入对准轨道20c内时，磁体是同相的，并且机械止挡件24邻接突片28并与突片28接触。

一旦滤筒30安装在护罩14内，并且过滤器凸台32位于对准轨道20d的最顶部处，就旋转滤筒，使得过滤器凸台32可滑动地延伸到对准轨道20d的一端。由于歧管磁体16和过滤器磁体34在其“吸引”状态下磁性对准，因此当滤筒30(并且因此过滤器磁体34)旋转时，圆盘26上的歧管磁体16相应地旋转。由每个磁体上的位置指示器

(图5A)描绘该新的对准位置，示出了当过滤器凸台32处于对准轨道20d的端部时的“吸引”对准。图5B描绘了在该旋转点处过滤器凸台32在对准轨道20d内的位置。

在滤筒和过滤器歧管的该位置点处，由于歧管磁体16的旋转与滤筒磁体34的旋转是同时的，使阀致动并且使系统置于“开启”状态，其中通常允许水流入滤筒。图5C描绘了当过滤器凸台32处于对准轨道20d的末端位置时每个磁体的吸引极性。当磁体同时且一致地旋转时，其保持在完全吸引模式。歧管圆盘26的突片28远离机械止动件24旋转。在该示例性实施例中，突片28远离机械止动件24 90度。在其他实施例中，突片28和机械止动件24之间的间隔可以是更大(或更小)的旋转距离。

图6描绘了当从开启状态开始需要更换并因此顶出滤筒30时，系统的中间状态。滤筒30从对准轨道20d的最末端点(图5B)旋转返回通过安装位置(图4B)，在该安装位置处，过滤器凸台32与对准轨道20c成一直线。此时，如图6C所示，突片28邻接机械止动件24，该邻接物理地禁止歧管磁体16在箭头23的方向上的任何进一步旋转。在滤筒旋转的这一时刻，歧管磁体16保持在“安装”位置，并且不能进一步旋转(在箭头23的方向上)。

为了顶出滤筒30，继续旋转，使过滤器凸台32可滑动地穿过护罩14移动到对准轨道20b的相对端点。图6A描绘了当过滤器凸台32处于对准轨道20b的端点时由滤筒30的旋转引起的彼此异相的位置指示器

图6B描绘了在对准轨道20b的端点处的过滤器凸台32。

如图6B和6C所示，当过滤器凸台32位于对准轨道20b的端点处时，歧管磁体16保持在其安装位置，而过滤器磁体34继续从其安装位置进一步旋转90度。这是由于当过滤器凸台32在其到达“顶出”位置的途中旋转通过安装位置时，突片28抵靠机械止动件24而引起的。

图6C描绘了在该顶出位置处的磁体取向。磁体现在彼此异相，并且所产生的排斥力有助于从护罩14移除滤筒30。

图7描绘了滤筒30的顶部透视图。在顶表面上示出过滤器磁体34。过滤器磁体34可以嵌入滤筒的杆部分36内或暴露在杆表面上。在筒的杆部分36内示出滑阀40。滑阀40包括用于水进出的两个独立的、分开定位的通道40a、40b。在滤筒30旋转时，通道40a、40b的入口端口42a和出口端口42b分别引导水流。当系统处于开启状态时，从歧管到第一通道(出于示例性目的将其称为通道40a)将水引导到滤筒，然后通过滤筒内的过滤介质，并且最终通过第二通道(例如，40b)离开。该实施例是单杆侧加载过滤器设计，因为入口和出口进入端口都在单个滤筒杆上，并且水径向向内和向外进入和离开杆。其他阀配置也是可能的，诸如凸轮和提升阀，并且这种阀配置不排除在这种设计之外。在沿相反方向旋转时，将系统置于关闭状态，其中通道40a、40b及其各自的入口/出口端口42a、42b不与歧管上的水入口和/或出口端口对准。如图7所示，O形环44可用于保持通道端口42a、42b分离，并且彼此不流体连通。

图8描绘了本发明的另一个实施例，其在滤筒的杆处和歧管52的基部处具有各自的相关磁体，其中滤筒包括凸台66，用于沿着歧管中的路径以便于插入。在该实施例中，滤筒50可旋转地插入歧管52内。旋转方向由箭头A所示。滤筒50包括在其杆68的端部处的相关磁体54，将其设计成与歧管52的相关磁体56磁连通。进入水沿箭头64的方向流入进入通道58，使得当滤筒50完全插入歧管52的杆接收部分52b内时，水将通过通道58流入滤筒50。在过滤之后，水然后将沿箭头62的方向离开滤筒50进入出口通道60。

如图9所示，将凸台66设计成沿着歧管52中的螺纹或凹槽70。螺纹或凹槽70可以是螺旋螺纹路径，或者如图所示，可以是供凸台66横穿的Z形螺纹路径。如图9所示，凸台66位于螺纹70的顶部，并且在该配置中，滤筒杆68未完全插入歧管52的杆接收部分52b内。为了最大吸引或最大排斥，相关磁体54、56不对准。

对准轨道配置为Z形图案，使得滤筒在可插入旋转时旋转弧形转弯的第一部分，在插入方向上几乎没有或没有移动，然后在护罩内沿插入方向移动弧形转弯的第二部分，并且最后旋转弧形转弯的第三部分，在插入方向上几乎没有或没有移动。

当滤筒50沿箭头A的方向旋转时，如图10所示，凸台66向下穿过螺纹路径70到路径的底部，并且滤筒杆68位于歧管52的杆接收部分52b内。在该位置，相关磁体54、56最终对准以实现最大吸引或最大排斥，并且磁体56定位成机械地或磁性地激活开关81。这种开关能够为过滤系统提供主要功能，例如打开入口水，激活电子电路以进行参数测量，和/或向用户提供状态指示器，仅举几例。

当磁体54和56对准时，如果在对准时磁体54和56相互吸引，则磁体54和56将随着凸台66进一步向下穿过螺纹路径70而一起旋转，或者如图所示，沿着螺纹70的底部笔直部分旋转。后续的对准磁体的旋转将使歧管磁体56与开关81连通以激活开关。

在替代实施例中，如图11所示，具有凸耳77的过滤器盖75可旋转地插入歧管捕获79内。歧管捕获79可以以与螺纹路径70类似的方式包括螺纹凹槽。在过滤器盖75旋转时，滤筒50和滤筒杆68插入歧管腔52a内，直到磁体54和56对准，在这种情况下，当滤筒凸台66进一步向下穿过螺纹路径70时，磁体54和56能够一起旋转。

虽然已经结合具体的优选实施例具体描述了本发明，但是显然，根据前面的描述，许多替代、修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，预期所附权利要求将涵盖落入本发明的真实范围和精神内的任何这样的替代、修改和变化。

Claims (15)

1.一种过滤系统，包括：

过滤器歧管，其具有可旋转歧管磁体、靠近所述歧管磁体的机械止动件、阀和护罩；以及

滤筒，其具有外壳本体和从所述外壳本体的顶部延伸的杆，以及位于所述杆上或所述杆内的过滤器磁体；

其中将所述歧管磁体附接到或容纳在具有延伸部或突片的可旋转结构内，使得所述突片在所述歧管磁体的预定旋转点处与所述歧管机械止动件机械连通；

其中，在所述滤筒插入所述护罩中时，所述歧管磁体和所述过滤器磁体经由磁连通彼此互连，并且在所述滤筒旋转时，所述歧管磁体旋转并且能够致动所述阀以执行主要功能，诸如打开或关闭到所述滤筒的流体。

2.如权利要求1所述的过滤系统，其中，所述歧管磁体是具有第一场发射结构的相关磁体阵列。

3.如权利要求2所述的过滤系统，其中，所述过滤器磁体是具有第二场发射结构的相关磁体阵列。

4.如权利要求1所述的过滤系统，其中，所述护罩包括多个对准轨道，用于接收从所述滤筒外壳径向向外延伸的过滤器凸台，所述对准轨道在旋转时控制所述滤筒的位置。

5.如权利要求1所述的过滤系统，其中，所述歧管磁体包括在所述歧管磁体的表面上延伸的护套，使得所述歧管磁体通过物理屏障与所述过滤器磁体分离，当所述过滤器磁体插入所述护罩内时，所述护套靠近所述过滤器磁体。

6.如权利要求3所述的过滤系统，其中，当所述过滤器磁体极性与所述歧管磁体极性对准时，当所述滤筒最初在所述护罩内旋转时，在所述过滤器磁体和所述歧管磁体之间实现吸引力。

7.如权利要求6所述的过滤系统，其中，当所述过滤器磁体从所述护罩内的初始插入位置沿第一方向旋转大约90°时，所述歧管磁体与所述过滤器磁体一起旋转。

8.如权利要求3所述的过滤系统，其中，当所述过滤器磁体从所述护罩内的初始插入位置沿第二方向旋转大约90°时，禁止所述歧管磁体与所述过滤器磁体一起旋转，使得所述过滤器磁体的极性不再与所述歧管磁体的极性对准，并且在磁体之间实现排斥力以帮助取出滤筒。

9.如权利要求8所述的过滤系统，其中，在旋转之后，所述滤筒可滑动地从所述歧管和护罩移除，并且移除由所述排斥力辅助。

10.如权利要求8所述的过滤系统，其中，通过使所述突片邻接所述机械止动件来实现所述歧管磁体的旋转的禁止，使得当所述滤筒继续旋转时，所述歧管磁体不再能够与所述过滤器磁体一起旋转以旋转超过所述机械止动件。

11.如权利要求3所述的过滤系统，其中所述歧管磁体和所述过滤器磁体各自具有相应的场发射结构，其中所述歧管磁体场发射结构被配置为与所述过滤器磁体场发射结构相互作用，使得所述歧管磁体和所述过滤器磁体可以对准以彼此附接或不对准以彼此移除，其中当其各自的场发射结构相对于彼此移动以不对准时，所述歧管磁体可以从所述过滤器磁体释放。

12.一种过滤系统，包括：

过滤器歧管，其具有歧管磁体、切换阀和护罩，其中所述护罩包括歧管捕获结构，所述歧管捕获结构具有用于接收盖子的螺纹部分；以及

滤筒，其具有外壳本体、从所述外壳本体的顶部延伸的杆、以及位于所述杆上或所述杆内的过滤器磁体；

其中，所述歧管磁体和所述过滤器磁体在所述盖子旋转时经由磁连通彼此互连，使得所述滤筒插入所述护罩内，并且在所述盖子进一步旋转时，所述歧管磁体旋转或被排斥，并且能够致动所述切换阀以执行主要功能，诸如打开或关闭到所述滤筒的流体。

13.如权利要求12所述的过滤系统，其中，所述盖子在所述歧管捕获结构的内部暴露的对准轨道内对准。

14.如权利要求13所述的过滤系统，其中，所述对准轨道被配置为Z形图案，使得所述滤筒在盖子旋转时移动所述盖子的弧形转弯的第一部分，在插入方向上几乎没有或没有移动，在所述护罩内沿所述插入方向移动所述盖子的弧形转弯的第二部分，然后旋转所述盖子的弧形转弯的第三部分，在所述插入方向上几乎没有或没有移动。

15.如权利要求12所述的过滤系统，其中，在最终插入旋转所述滤筒时，所述过滤器磁体和所述歧管磁体磁性地对准以吸引或排斥，使得所述歧管磁体激活开关。

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