CN114072219A - 过滤器组件和介质 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种具有碗状物和头部的过滤器外壳。碗状物被配置为容纳过滤器滤芯的一部分。碗状物具有围绕碗状物的边缘设置的环形凹槽。头部被配置为与碗状物配合。头部包括入口、出口和一对杠杆。入口用于接收进入过滤器外壳的流体流。出口用于从过滤器外壳释放流体流。该对杠杆将碗状物部分地拉入头部。每个杠杆具有被配置为与环形凹槽配合的第一臂、具有支承表面的第二臂以及设置在第一臂和第二臂之间的枢轴。作用在支承表面上的力将碗状物推入头部以形成密封。

Description

过滤器组件和介质

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年3月27日提交的编号为63/000,847的美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及过滤器。更具体地，本公开例如涉及过滤器外壳和/或过滤介质。

背景技术

过滤器组件在本领域中已知用于各种应用，例如内燃机、液压或气动系统等。这些过滤器组件可用于过滤燃料系统、润滑油系统、液压油系统、空气或排气过滤系统等中的液体和/或气体流体。有不同类型的过滤器，例如罐式过滤器、旋装式过滤器等。定期维护此类过滤器组件很重要，因为这些过滤器组件中的过滤器元件可能会被过滤流体的杂质堵塞，并且可能需要更换。

压缩空气过滤器元件是包含专用功能过滤器元件的离散压力容器，该过滤器元件可包括各种等级的微粒、聚结和蒸汽去除过滤器元件。这些元件通常被包含在过滤头部和下部过滤碗状物内，过滤碗状物通过螺纹接口连接以固定这两个部件。过滤器外壳可能会在维修和更换过滤器元件之间使用多年。特别是在较大的装置上，螺纹齿侧可能会因被卡住的金属表面的污染物而融合在一起，因此需要大型的扳手负载才能使螺纹部段后退。这有时会导致磨损和螺纹损坏，从而导致过滤单元无法使用。

取决于多种因素，可以通过在管线中放置多个过滤单元来过滤流体以改进流体过滤。此外，过滤单元内的过滤介质可能会根据这些因素而改变。影响过滤器和介质的因素的示例包括流体类型、待过滤的预期颗粒负载、流速、压力水平、跨过滤单元的压降容限、制造建议、经验数据等。

亟需一种过滤器外壳，其便于与其他过滤器外壳附接并便于过滤介质的检查和更换。还期望具有过滤介质，该过滤介质被配置为从流动的流体中去除颗粒和/或夹带的液滴，同时对流体流提供最小量的阻力。本发明解决了以下将详细讨论的这些和其他问题。

发明内容

本公开的实施例有利地提供用于从流体过滤碎屑的过滤系统、过滤器外壳和过滤介质。

本公开的实施例涉及具有碗状物和头部的过滤器外壳。碗状物被配置为容纳过滤器滤芯的一部分。碗状物具有围绕碗状物的边缘设置的环形凹槽。头部被配置为与碗状物配合。头部包括入口、出口和一对杠杆。入口用于接收进入过滤器外壳的流体流。出口用于从过滤器外壳释放流体流。该对杠杆将碗状物部分地拉入头部。每个杠杆具有被配置为与环形凹槽配合的第一臂、具有支承表面的第二臂以及设置在第一臂和第二臂之间的枢轴。作用在支承表面上的力将碗状物推入头部以形成密封。

另一个实施例涉及一种产生聚结过滤介质以聚结夹带的油滴的方法。在该方法中，在低压等离子系统中放置24英寸卷轴的聚结过滤介质。该聚结过滤介质的厚度为40-50密耳，纤维尺寸<1.5微米。该低压等离子系统被配置为在208VAC(Volt AlternatingCurrent，伏特交流电)和5安培电流下提供1000瓦的功率。低压等离子系统被配置为每分钟1米的进给速率。将等离子处理过的聚结过滤介质暴露于250-1000标准立方厘米(“scc”)/分钟的干燥碳氟化合物气体中。

另一个实施例涉及一种过滤器系统，该过滤器系统包括过滤器外壳，其包括：碗状物被配置为容纳过滤器滤芯的一部分，碗状物具有第一端、第二端和限定设置在第一端或邻近第一端的支承表面的凹槽；头部被配置为与碗状物配合，头部包括用于接收进入过滤器外壳的流体流的入口以及用于从过滤器外壳释放流体流的出口；以及杠杆被配置为选择性地将头部固定到碗状物上，杠杆可操作以在锁定位置和解锁位置之间移动，在锁定位置中防止碗状物从头部移除，在解锁位置中碗状物能够从头部自由移除。

在一些方面，杠杆包括凸轮表面，该凸轮表面被配置为当处于锁定位置时接触碗状物上的凹槽的支承表面。

在一些方面，杠杆的凸轮表面被配置为当处于解锁位置时与碗状物上的凹槽的支承表面脱离接合。

在一些方面，凹槽围绕碗状物的边缘环形设置。

在一些方面，凹槽为从碗状物突出的局部直凹槽。

在一些方面，杠杆被配置为在锁定位置和解锁位置之间旋转。

在一些方面，连杆可以被附接到从头部突出的翼，其中，杠杆包括孔，该孔被配置为容纳连杆，使得杠杆可操作以在锁定位置和解锁位置之间围绕连杆旋转。

在一些方面，在朝向头部的方向上将杠杆向上旋转大约90度，将杠杆移动到锁定位置。

在一些方面，在朝向碗状物的方向上将杠杆向下旋转大约90度，将杠杆移动到锁定位置。

在一些方面，通过杠杆的凸轮表面对凹槽的支承表面施加的力将碗状物推入头部以形成密封。

在一些方面，当碗状物在锁定位置中被拉离头部时，杠杆的凸轮表面和凹槽的支承表面之间的接触变紧。

在一些方面，碗状物进一步包括O形环座，该O形环座被配置为容纳弹性体O形环以防止处于锁定位置时头部和碗状物之间的流体泄漏。

在一些方面，头部的形状和碗状物的形状由45°-75°的椭圆限定。

在一些方面，头部的形状和碗状物的形状由60°的椭圆限定。

在一些方面，入口和出口各自包括相应的卡口式配件。

在一些方面，第二过滤器外壳可以被配置为可释放地接合头部的出口的卡口式配件。

因此，已经相当宽泛地概述了本发明的某些实施例，以便可以更好地理解这里的详细描述，并且为了更好地理解目前对本领域的贡献。当然，下面将描述本发明的附加实施例，这些实施例将形成所附权利要求的主题。

在这方面，在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解，本发明在其应用方面不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的结构细节和部件的布置。除了所描述的那些之外，本发明还能够有实施例，并且能够以各种方式实践和实施。此外，应当理解，本文所采用的措辞和术语以及摘要是为了描述的目的，不应被视为限制。

因此，本领域技术人员将理解，本公开所基于的概念可以容易地用作设计用于实现本发明的若干目的的其他结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，权利要求被视为包括这样的等效结构。

附图说明

通过参考以下结合附图对本公开的各种实施例的描述，本公开的上述和其他特征和优点，以及获得它们的方式，将变得更加明显并且本公开本身将被更好地理解。

图1是根据本公开的实施例的过滤器系统的透视图。

图2是根据本公开的实施例配合在一起的两个过滤头部的透视图。

图3是根据本公开的实施例的过滤碗状物的透视图。

图4是通过过滤器外壳的平面的截面图，示出了根据本公开实施例的将碗状物固定到头部的杠杆。

图5是沿着图1的线A-A截取的截面图，示出了根据本公开实施例的流体流进入第一过滤器外壳、被过滤并流入过滤器外壳。

图6是沿图1的线A-A截取的截面图，示出了根据本公开实施例的通过过滤器外壳的流体压力。

图7是沿图1的线A-A截取的截面图，示出了根据本公开的实施例的通过过滤器外壳的流体速度。

图8是沿着图1的线A-A截取的截面图，示出了根据本公开实施例的通过过滤器外壳的流线流体速度。

图9是沿着图1的线B-B截取的截面图，示出了根据本公开实施例的通过过滤器外壳的流线流体速度。

图10是根据本公开实施例的跨过滤器滤芯的压降随时间的曲线图。

图11是根据本公开的另一个实施例的过滤系统的分解透视图。

图12是图11中所示的过滤系统处于锁定构型的透视图。

图13是沿图12的C-C线截取的截面图，示出了处于锁定构型的过滤系统。

图14是图11中所示的过滤系统处于解锁配置的局部前视图。

图15是图14所示的过滤系统的截面图。

图16是图11所示过滤系统的局部侧截面图。

图17是根据本公开的另一个实施例的配合在一起的两个过滤头部的透视图。

图18是具有可移除盖的过滤器外壳的截面图。

图19是根据本公开的过滤器滤芯的实施方式的透视图。

图20是根据本公开的用于过滤器滤芯的过滤器适配器的侧视图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考了附图，这些附图形成了本文的一部分并且通过说明的方式示出了可以在其中实践本发明的特定实施例。这些实施例被足够详细地描述以使得本领域技术人员能够实践它们，并且应当理解，可以利用其他实施例，并且可以进行结构、逻辑、处理和电学改变。应当理解，任何材料列表或元件布置仅用于示例目的，决不旨在穷举。所描述的处理步骤的过程是一个示例；然而，步骤的顺序不限于这里阐述的顺序并且可以如本领域已知的那样改变，除了必须以特定顺序发生的步骤。

本公开的实施例可用于任何合适的过滤场景。例如，外壳和外壳系统以及过滤介质可以适用于空气、水、燃料、油过滤等。在特定示例中，外壳和外壳系统以及过滤介质可适用于过滤气动系统中的压缩空气。压缩空气过滤器元件用作单点服务，这意味着仅使用一种类型的过滤器。在许多需要提高性能的应用中，过滤器外壳作为多功能设备串在一起。通常，过滤器串从颗粒过滤器开始，然后是聚结器，最后是蒸汽去除过滤器。每个前一级通过去除会阻碍下游过滤器功能的污染物来延长下游过滤器的使用寿命。当串联过滤器需要使用扩展管道或需要支撑硬件以使用紧固件(例如，螺母、螺栓和垫圈)或通过专用夹具(即卫生夹具)机械连接过滤器的专用设计时，就会出现问题。

压缩空气过滤器元件是包含专用功能过滤器元件的离散压力容器，该过滤器元件可包括各种等级的颗粒、聚结和蒸汽去除过滤器元件。这些元件包含在过滤头部和下部过滤碗状物内。过滤碗状物通常通过螺纹接口或通过使用带有接口构件的卡口式附接来固定两个部件。过滤器外壳可能会在维修和更换过滤器元件之间使用多年。特别是在大型的单元上，螺纹齿侧可能会因被卡住的金属表面的污染物而融合在一起，因此需要大量的扳手负载才能使螺纹部段后退。这有时会导致磨损和螺纹损坏，从而导致过滤单元无法使用。卡口式附接碗状物的方法是对螺纹设计的一种改进，当连接很长时间时，密封件和锁定构件也会受到束缚，需要过度的扳手负载才能释放两个部件。

本文所述的实施例可包括以下改进中的一项或多项：模块化连接性、可手动维修且无需工具或硬件、椭圆形状改善了通过过滤器外壳的流体流动以将跨外壳的压降从大约3磅/平方英寸(“psi”)(20.6kPa(千帕斯卡))降低至约1.5psi(10.3kPa)。

图1是根据本公开的实施例的过滤系统10的透视图。如图1所示，过滤系统10包括过滤单元或过滤器外壳12。过滤器外壳12包括头部14和被配置为容纳过滤器滤芯18的碗状物16。头部14包括杠杆20，杠杆20被配置为接合设置在碗状物中的环形凹槽22。杠杆20还被配置为提供抓握表面以向使用者提供机械优势，使得碗状物16可以被紧紧地拉入头部14中以进行密封布置。杠杆20进一步被配置为提供抓握表面以向使用者提供机械优势，使得碗状物16可以从头部14被撤回，从而可以维修过滤器外壳12并且在适当时更换过滤器滤芯18。

头部14包括入口24和出口26。入口24被配置为允许流体流进入过滤器外壳12。入口24可以具有卡口式配件和国定管螺纹“NPT”配件中的一个或两者。例如，如图所示，入口24包括具有四凸耳卡口式配件的外凸台和具有NPT配件的内孔。以这种方式，入口24可以经由NPT配件固定到供应管或使用匹配的卡口式配件固定到另一个过滤器外壳12的出口26或其他设备。类似地，出口26可具有用于固定到管道或另一过滤器外壳12的入口24的卡口式配件和NPT配件中的一者或两者。

图2是根据本公开的实施例配合在一起的两个过滤头部14的透视图。如图2所示，头部14可以相互固定。以此方式，过滤系统10可以执行一系列过滤操作。例如，第一过滤器外壳12可以包括被配置为从流体流中过滤颗粒的第一过滤器滤芯18，第二过滤器外壳12可以包括被配置为从流体流中聚结夹带的液滴的第二过滤器滤芯18，以及第三过滤器外壳12可包括被配置为从流体流中过滤蒸汽的第三过滤器滤芯18。

图3是根据本公开的实施例的过滤碗状物16的透视图。如图3所示，碗状物16包括环形凹槽22以容纳图1所示的杠杆20。此外，碗状物16可以包括O形环座23。在一些实施例中，碗状物16可以是椭圆形而不是圆柱形。在特定示例中，碗状物16可由30°椭圆限定。

图4是根据本公开的实施例的穿过过滤器外壳12的平面的截面图，示出杠杆20将碗状物16固定到头部14。如图4所示，与被使用者接合的臂相比，接合环形凹槽22的臂相对较短，这为使用者提供了相应的机械优势以安置和固定碗状物16，以及在从头部14移除碗状物16时的相应机械优势。

图5是截面图A-A，示出了根据本公开的实施例的流体进入第一过滤器外壳12、被过滤并流入第二过滤器外壳12的流动。如图5所示，第一过滤器外壳12直接连接到第二过滤器外壳12。还如图5所示，头部14包括挡板30连同挡板入口32以允许流体流入头部14。挡板30经由例如O形环密封到过滤器滤芯的顶部边缘。以这种方式，进入第一过滤器外壳的流体经由入口24进入头部14，然后向下流入过滤器滤芯18中，其中流体在通过过滤介质时被过滤。过滤后的流体然后沿着碗状物16的内部向上回流并流出出口26，在第二过滤器外壳12中重复该过程。如本文所述，根据构成过滤器滤芯的过滤介质的类型，不同的污染物优先从流体流中去除。

图6是根据本公开的实施例的通过过滤器外壳12的流体压力的截面图A-A。如图6所示，流入头部14的流体撞击挡板30，然后向下分散并穿过过滤器滤芯。重要的是，与进入入口24的流体压力相比，离开出口26的流体压力下降非常小。在所示示例中，从入口24到出口26的压力变化(“ΔP”)约为300Pa。与传统过滤器外壳相比，这种相对较小的ΔP可能至少部分地是由于外壳12的椭圆形状，这改进了通过过滤器外壳的流体流动。

图7是根据本公开的实施例的通过过滤器外壳的流体速度的截面图A-A。再次如图7所示，流入头部14的流体撞击挡板30，然后向下分散并穿过过滤器滤芯。重要的是，与进入入口24的流体速度相比，离开出口26的流体速度降低得很少。

图8是根据本公开的实施例的通过过滤器外壳12的流线流体速度的截面图A-A。如图8所示，流入头部14的流体撞击挡板30，然后向下流动并通过过滤器滤芯。沿着碗状物16向上并在出口26下方流动的流体平稳向上并通过出口26流出，而在碗状物16上方和入口下方流动的流体在过滤器滤芯18外部围绕过滤器外壳12并流向出口26。重要的是，流体通过外壳12并离开出口26的流动被组织成几乎没有湍流或没有湍流。与传统过滤器外壳相比，这种相对平稳的流体流动可以至少部分地归因于外壳12的椭圆形状，这改进了通过过滤器外壳的流体流动。

图9是根据本公开的实施例的通过过滤器外壳12的流线流体速度的截面图B-B。如图9所示，流入头部14的流体撞击挡板30，然后向下流动并通过过滤器滤芯。流体被显示为在挡板30外侧并围绕头部14流动，然后通过出口26平稳流出。重要的是，流体通过外壳12并离开出口26的流动被组织成几乎没有湍流或没有湍流。与传统过滤器外壳相比，这种相对平稳的流体流动可以至少部分地归因于外壳12的椭圆形状，这改进了通过过滤器外壳的流体流动。

图10是根据本公开的实施例的具有不同类型的过滤介质的过滤器滤芯18上的压降随时间的曲线图。如本文所述，过滤器滤芯18使用任何合适的过滤介质并且可以基于被过滤的流体、被过滤的碎屑、流速等来选择该过滤介质。一项特殊的过滤任务是捕获和聚结气流中夹带的油滴。

压缩空气的净化对于清洁环境以及工业、食品饮料和制药制造的加工来说是必要的。空气压缩机产生由润滑油和其他颗粒组成的气溶胶，这些颗粒来自源自旋转部件的碎屑或管道系统中固有的固体污染物。油雾是最难去除的，因为它们可能是亚微米尺寸的液滴，需要非常细的纤维才能捕获。

在常见的应用中，压缩机下游的压缩空气经过一系列过滤器处理，这些过滤器可能从颗粒过滤器开始，然后是聚结器，在某些情况下还有吸附过滤器以去除油蒸气。聚结过滤器的工作原理是将亚微米液滴捕获到细纤维上并与其他进入的液滴合并，直到液珠足够大以克服油和纤维之间的界面张力。当液珠的质量增加时，它会脱离纤维并通过重力和毛细管力沉降到垂直纤维垫的底部。收集的油然后从垫子排入油槽或油回收回路。

在许多应用中，当液滴在垂直垫的上部积聚时，大孔隙排放层应用于纤维垫的下游侧，以支持油的收集和排放。改进的需求基于油雾颗粒与纤维垫的相互作用和聚结过滤器性能。由于存贮油被收集在垫子中，孔隙开口被相同的油堵塞，从而增加了对空气流动的限制。堵塞的垫子导致(a)维持被禁止气流的能量成本增加，以及(b)随着更多的孔隙被堵塞，局部空气速度增加，这会导致捕获的液滴从纤维表面脱离并重新夹带在气流中。本文所述的过滤介质被配置成最小化液珠生长量以加速其从纤维垫中排出，留下更少的堵塞孔隙以减少受限制的气流并最大程度地减少夹带。

为了通过从纤维垫中排出油以最小堵塞来改进聚结器性能，存在两种思想流派。一种是对纤维进行拒油表面处理，有时称为“疏油”表面，另一种是通过吸油表面处理或进行“亲油”表面处理。

传统的聚结纤维垫由玻璃纤维制成，玻璃纤维在厚度为1/8英寸到2英寸的深层垫中使用直径在2-10微米之间的纤维。虽然市场上有可用的表面处理方法，包括碳氟化合物以及二聚体和其他单体。然而挤出玻璃纤维的表面光滑，具有高表面能量，这使得粘合专用涂层变得困难，并且通常是暂时的，由于流动侵蚀而磨损。碳氟化合物是首选的处理方法，对C8链最有效。不幸的是，由于监管机构允许的碳链不超过C6，C8碳因健康影响而被禁止。C6链状碳氟化合物不如驱油剂有效。

在用于聚结过滤器的本公开中，聚结过滤介质包括用低压等离子体活化表面的处理。表面活化通常意味着纤维表面的粗糙化，沿表面产生纳米级裂痕。通过在等离子体暴露的下游使用C6碳氟化合物气体暴露进行疏油处理。此外，聚结过滤介质包括厚度范围为40密耳至50密耳的聚结垫，但纤维尺寸在≤1.5微米范围内，可提供大孔隙体积以减少气流限制，细纤维可捕获亚微米颗粒。

如下进行疏油处理。Aurora R2R(卷对卷)低压等离子系统被配置为在208VAC和5安培电流下提供1000瓦功率。24英寸卷轴的聚结过滤介质(厚度为40-50密耳，纤维尺寸≤1.5微米)以1米/分钟的进给速率通过等离子体处理，然后经受250-1000标准立方厘米(“scc”)/分钟的干燥碳氟化合物气体。

使用一系列降低表面张力的试剂对聚结过滤介质进行润湿性测试，以度量处理的润湿性。润湿性使用专门用于此用途的标准

套件进行。通过一系列不同等离子体能量的试验，获得了高排斥性(低润湿性)值。

制造了一系列聚结过滤器滤芯18并以100小时为间隔进行测试，这些测试的结果显示在图10中。如图10所示，使用根据本发明的实施例的聚结过滤介质的过滤器滤芯18上的压降小于使用常规过滤介质时的压降。虽然滤排的开始并没有比未经处理的幅材显著更早地发生，但随着时间的推移，由于油的收集而导致的压力上升曲线比未经处理的幅材更平坦。这表明一旦润湿开始，滤排确实以比未经处理的幅材更快的速度发生，从而延长了聚结器的使用寿命，超过了竞争对手的性能。

在一系列100小时暴露测试期间，观察到与常规过滤介质相比，根据本发明的实施方案的聚结过滤介质的性能出乎意料的改进。使用捕获过滤系统收集测试元件下游的残留油，即，任何夹带的油雾都被收集在一个高效的补丁上，并测量与空气流量成比例的收集的油量。根据行业和产品标准，允许一定程度的油渗透，并且从传统的过滤介质垫中可以看到非常低的水平。然而，在根据本发明的实施例处理的聚结过滤介质上，在我们的捕集过滤系统中没有收集到下游的油。虽然没有过滤器是100％有效的，但可能渗入过滤器元件的油量低于检测方法的水平。

图11是根据本发明另一实施例的过滤系统100的透视图。如图11所示，过滤系统100包括过滤器外壳120，该过滤器外壳120具有头部140和碗状物160，该碗状物160被配置为容纳过滤器滤芯，例如上述过滤器滤芯18。头部140可以由压铸铝形成并且包括头部的开口端142处或附近的一对杠杆200。该对杠杆200被配置为将头部140可释放地固定到碗状物160。碗状物160包括一对局部直凹槽220，其在碗状物160的开口端162处或附近设置在碗状物160的外表面上或从碗状物160的外表面上突出。当组装时，头部140的开口端142容纳碗状物160的开口端162。环形O形环座230也可在碗状物160的开口端162处或附近设置在碗状物160的外表面上。O形环座230被配置为容纳弹性体O形环280或其他弹性体垫圈以形成不透流体的密封以防止外壳120内的流体在头部和碗状物之间泄漏。此外，头部140的每个杠杆200被配置为可释放地接合设置在碗状物160的外表面上或从其外表面突出的相应局部直凹槽220，以便选择性地将头部锁定和解锁到碗状物，如下文将进一步详细讨论。

如图12和图13所示，过滤器外壳120处于锁定构型，其中头部140固定到碗状物160。特别地，每个杠杆200可旋转地连接到头部140，使得当碗状物160的开口端162插入头部140的开口端142中时，杠杆200可以向上旋转到第一位置，在该位置中杠杆在朝向头部的方向上被按压以呈现头部和碗状物之间的锁定构型。在一些实施方式中，每个杠杆200包括孔202，孔202被配置为容纳连杆142，连杆142附接到从头部140横向突出的翼部144，使得杠杆可操作以围绕连杆旋转以选择性地在锁定构型和解锁构型之间移动。在一些实施方式中，杠杆200可以具有抓握部分，例如纹理表面，以帮助使用者抓握和操纵杠杆。

当杠杆200朝向头部140向上旋转以呈现锁定构型时，杠杆的凸的凸轮表面204被推动与局部直凹槽220的相应凹的支承表面224接触，如图13所示。如此一来，当杠杆200被压靠在头部140的一侧时，杠杆200的凸轮表面204相应地紧贴在碗状物上的局部直凹槽220的支承表面224上，从而在锁定构型中将头部牢固地夹在碗状物上。在操作期间，通过过滤器外壳的流体流通常将在大约100psi下操作，然而，在这种锁定构型中，过滤器外壳120能够处理超过1,000psi的流体流，而不会导致杠杆200的凸轮表面204与局部直凹槽220的支承表面224脱离。此外，碗状物160上突出的局部直凹槽220允许杠杆200直接压入支承表面224中，这消除了围绕碗状物的周边扩散的过度应力。

杠杆200的凸轮表面204可进一步操作以向使用者提供机械优势，使得当杠杆朝向头部向上旋转以实现锁定构型时，碗状物160可被紧紧地拉入头部140中以进行密封布置。杠杆200的凸轮表面204也可操作以向使用者提供机械优势，使得如果碗状物160在处于锁定构型时被拉动或推离头部140，则每个杠杆200被相应地拉紧靠在头部140上，从而确保杠杆的锁定构型不会意外地从对应的局部直凹槽220脱离。

在一些实施方式中，泄放阀可以设置在碗状物160的底部内部。碗状物的底部部分可以包括可移除盖以便接近泄放阀进行维护。根据一些方面，盖子和碗状物的底部可以包括互补的卡口式锁，其允许使用者容易且快速地从碗状物上拆下盖子，以便接近碗状物底部内部的泄放阀，以便在泄放阀堵塞时将其清理干净。一旦阀泄放部被清洁，互补的卡口式锁同样允许快速和容易地将盖子连接到碗状物的底部。例如，盖子上的这种卡口式锁可以沿第一方向扭转以从碗状物中解锁盖子。盖子上的卡口式锁可以向第二方向扭转以将盖子锁定回碗状物。过滤器外壳120的示例具有可移除盖166的碗状物160，如图18所示。

转向图14和图15，可旋转地附接到头部140的杠杆200还被配置为与碗状物上的对应的局部直凹槽220脱离接合，使得过滤器外壳120可以呈现解锁构型。一旦解锁，碗状物就可以从头部撤回，从而可以维修过滤器外壳并更换过滤器滤芯。特别地，当杠杆200绕连杆142朝远离头部140的方向向下旋转时，杠杆的凸的凸轮表面204相应地旋转而脱离与从碗状物160凸出的局部直凹槽220的凹的支承表面224接触，从而使过滤器外壳呈现解锁构型。在该解锁构型中，杠杆200不接触局部直凹槽220的支承表面224，从而允许碗状物160容易且快速地从头部140拉出。因此，通过将每个杠杆手柄200旋转大约90°，碗状物160与头部140脱离接合，从而释放过滤碗状物。当重新安装时，碗状物被向上推入头部直到每个圆角凹槽220与杠杆上的对应凸轮表面224对齐。然后通过将杠杆向回旋转大约90°到向上位置将碗状物固定到头部。

参考图16，头部140包括用于流体流的入口240和出口260。具体地，入口240被配置为允许流体流入过滤器外壳120，而出口260被配置为允许流体流出过滤器外壳120。弹性体O形环280或其他弹性体垫圈被容纳在O形环座230中以形成流体密封以防止流体从过滤器外壳泄漏。入口240可具有卡口式配件242和入口螺纹管配件244(例如国定管螺纹(NPT))中的一者或两者。类似地，出口260可具有卡口式配件262和出口螺纹管配件264(例如NPT)中的一者或两者。

在一些实施方式中，卡口式配件可包括一个或多个凸耳。例如，入口240可包括四凸耳卡口式配件242和具有入口螺纹管配件244的内孔243。以这种方式，入口240可经由管配件244固定到供应管或固定到另一个过滤器外壳120或具有匹配卡口式配件的其它装置的出口260。类似地，出口260可包括四凸耳卡口式配件262和内孔263，四凸耳卡口式配件262被配置为与另一过滤器外壳的入口的相应卡口式配件接合，内孔263具有出口螺纹管配件264，用于固定到螺纹管。在一些实施方式中，入口240处的卡口式配件242可以是母配件，而出口260处的卡口式配件262可以是公配件。在其他实施方式中，入口240处的卡口式配件242可以是公配件并且出口260处的卡口式配件262可以是母配件。

此外，如图16所示，头部140包括从头部的内部顶表面突出的挡板300。在操作中，流体通过入口240流入过滤器外壳120，然后流过设置在外壳内的过滤器滤芯，从而在通过出口260离开外壳之前过滤流体。换句话说，进入过滤器外壳的流体经由入口240进入头部140，然后向下流入过滤器滤芯，其中流体在通过过滤介质时被过滤。过滤后的流体然后沿着碗状物160的内部向上流回并流出出口260。如上所述，根据构成过滤器滤芯的过滤介质的类型，优先从流体流中去除不同的污染物。流入头部140的流体撞击挡板300，然后向下分散并穿过过滤器滤芯。

在一些实施方式中，可提供如图19和图20所示的过滤器滤芯适配器188以将过滤器滤芯180固定在过滤头部内。例如，适配器可以包括双O形环密封件，该密封件被配置为安装在过滤头部内并与过滤头部接合。可以提供其他类型的适配器，包括具有凹槽、弹簧锁指或不同形状的椭圆等的适配器。特别地，双O形环密封件被配置为安装在过滤器滤芯的顶部并在过滤头部内，即在头部内的腔中形成过盈配合。

在一些实施方式中，头部、碗状物和过滤器滤芯可以是圆柱形的。在其他实施方式中，例如图14-图17中所示的过滤器外壳、头部140、碗状物160和过滤器滤芯可以是椭圆形的。特别地，这些部件可以成形为具有恒定比率的60°椭圆(其中椭圆的短轴与长轴的比率等于60°的正弦)。在一些实施方式中，头部、碗状物和过滤器滤芯的椭圆形状可以在45°-75°的范围内，并且优选地为60°。由于椭圆形过滤器外壳的主轴的细长尺寸，入口和出口之间的流体流的压降被最小化。此外，椭圆形状还导致通过过滤器外壳的更好的流量分布，从而允许改进滤芯的过滤介质的利用以捕获污染物。通常，流过包括多个孔隙的过滤介质的流体由于流经织物/纺织品而变成层流，将流体流分配到介质的细孔隙中。当流体离开过滤介质时，它会重新组合并变得更加湍流。过滤器外壳120的椭圆形部件使通过其并从出口260离开的流体流动以很少或没有湍流的方式被组织，从而产生平稳的流动。此外，椭圆形过滤器外壳还有助于保持入口处的流体速度与出口处的流体速度大致相同。

如上所述，两个或更多过滤器外壳可以连接以形成一连串链接的过滤器外壳以允许增加流体的过滤。例如，图17示出了直接连接在一起的两个过滤头部140a、140b。应当理解，在过滤操作期间，各个过滤碗状物将被附接到并锁定到每个过滤头部。在图17中描绘的示例中，第一过滤头部140a的公出口的卡口式配件262a被配置为与第二过滤头部140b的母入口互补的卡口式配件242b可释放地接合。根据一些方面，面密封O形环可设置在出口的公卡口式配件的凹槽座部中，使得在接合期间，当公配件的一个面接触另一个过滤头部的母卡口式配件的相对面时，O形环密封被压缩，以防止连接的过滤器外壳之间发生泄漏。这种将过滤器外壳彼此连接很长时间的卡口式改进了过滤器外壳之间的密封。

因此，当相应的碗状物附接到每个头部时，进入第一过滤器外壳的流体经由入口进入头部140，然后向下流入过滤器滤芯，在那里流体在通过过滤介质时被过滤。过滤后的流体然后沿着碗状物内部向上流回并流出出口，在第二过滤器外壳中重复该过程。以此方式，过滤系统可以执行一系列连续的过滤操作。在一些实施方式中，三个单独的过滤器外壳可以配合连接以形成过滤器外壳链，其中第一过滤器外壳包括被配置为从流体流过滤颗粒的第一过滤器滤芯，第二过滤器外壳包括被配置为用于从流体流中聚结夹带的液滴的第二过滤器滤芯，以及第三过滤器外壳包括被配置为从流体流中过滤蒸汽的第三过滤器滤芯。

虽然过滤器组件已经根据可以被认为是特定方面的内容进行了描述，但是本发明不限于所公开的方面。本发明的许多特征和优点从详细说明中是显而易见的，因此，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神和范围内的本发明的所有这些特征和优点。此外，不希望将本公开内容限制于图示和描述的确切构造和操作，因此，所有合适的修改和等同物都可以落入本公开内容的范围内。因此，本公开应当被认为是说明性的而不是限制性的。因此，本公开旨在涵盖包括在权利要求的精神和范围内的各种修改和类似布置，其应当被赋予最广泛的解释以涵盖所有此类修改和类似结构。

Claims (20)

1.一种过滤系统，包括：

过滤器外壳，包括：

碗状物，其被配置为容纳过滤器滤芯的一部分，所述碗状物具有第一端、第二端和限定设置在所述第一端或邻近所述第一端的支承表面的凹槽；

头部，其被配置为与所述碗状物配合，所述头部包括用于接收进入所述过滤器外壳的流体流的入口以及用于从所述过滤器外壳释放所述流体流的出口；以及

杠杆，其被配置为选择性地将所述头部固定到所述碗状物上，所述杠杆可操作以在锁定位置和解锁位置之间移动，在所述锁定位置中防止所述碗状物从所述头部移除，在所述解锁位置中所述碗状物能够从所述头部自由移除。

2.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，所述杠杆包括凸轮表面，所述凸轮表面被配置为当处于所述锁定位置时接触所述碗状物上的凹槽的支承表面。

3.根据权利要求2所述的过滤系统，其中，所述杠杆的凸轮表面被配置为当处于所述解锁位置时与所述碗状物上的凹槽的支承表面脱离接合。

4.根据权利要求3所述的过滤系统，其中，所述凹槽围绕所述碗状物的边缘环形设置。

5.根据权利要求3所述的过滤系统，其中，所述凹槽为从所述碗状物突出的局部直凹槽。

6.根据权利要求3所述的过滤系统，其中，所述杠杆被配置为在所述锁定位置和所述解锁位置之间旋转。

7.根据权利要求6所述的过滤系统，进一步包括附接到从所述头部突出的翼的连杆，其中，所述杠杆包括孔，所述孔被配置为容纳所述连杆，使得所述杠杆可操作以在所述锁定位置和所述解锁位置之间围绕所述连杆旋转。

8.根据权利要求6所述的过滤系统，其中，在朝向所述头部的方向上将所述杠杆向上旋转大约90度，使所述杠杆移动到所述锁定位置。

9.根据权利要求6所述的过滤系统，其中，在朝向所述碗状物的方向上将所述杠杆向下旋转大约90度，使所述杠杆移动到所述锁定位置。

10.根据权利要求3所述的过滤系统，其中，通过所述杠杆的凸轮表面对所述凹槽的支承表面施加的力将所述碗状物推入所述头部以形成密封。

11.根据权利要求3所述的过滤系统，其中，当所述碗状物在所述锁定位置中被拉离所述头部时，所述杠杆的凸轮表面和所述凹槽的支承表面之间的接触变紧。

12.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，所述碗状物进一步包括O形环座，所述O形环座被配置为容纳弹性体O形环以防止处于所述锁定位置时所述头部和所述碗状物之间的流体泄漏。

13.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，所述头部的形状和所述碗状物的形状由45°-75°的椭圆限定。

14.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，所述头部的形状和所述碗状物的形状由60°的椭圆限定。

15.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，所述入口和所述出口各自包括相应的卡口式配件。

16.根据权利要求15所述的过滤系统，进一步包括第二过滤器外壳，所述第二过滤器外壳被配置为可释放地接合所述头部的出口的卡口式配件。

17.一种过滤器外壳，包括：

碗状物，其被配置为容纳过滤器滤芯的一部分，所述碗状物具有围绕所述碗状物的边缘设置的环形凹槽；以及

头部，其被配置为与所述碗状物配合，所述头部包括：

接收进入所述过滤器外壳的流体流的入口；

从所述过滤器外壳释放所述流体流的出口；以及

一对杠杆，其将所述碗状物部分地拉入所述头部内，所述一对杠杆中的每个杠杆具有被配置为与所述环形凹槽配合的第一臂、具有支承表面的第二臂以及设置在所述第一臂和所述第二臂之间的枢轴，其中作用在所述支承表面上的力将所述碗状物推入所述头部以形成密封。

18.根据权利要求17所述的过滤器外壳，其中，所述入口和所述出口是卡口式配件，其被配置为便于将所述过滤器外壳与第二过滤器外壳配合。

19.根据权利要求17所述的过滤器外壳，其中，所述过滤器外壳由30°的椭圆限定。

20.一种产生聚结过滤介质以聚结夹带的油滴的方法，所述方法包括：

在低压等离子系统中放置24英寸卷轴的聚结过滤介质，所述聚结过滤介质的厚度为40-50密耳，纤维尺寸≤1.5微米；

配置所述低压等离子系统以在208VAC和5安培电流下提供1000瓦的功率；

将进给速率配置为每分钟1米；以及

将等离子处理过的聚结过滤介质暴露于250-1000标准立方厘米(“scc”)/分钟的干燥碳氟化合物气体中。

Images