CN114364442B - 利用由编码多磁体产生的磁性剪切力的过滤器互连件 - Google Patents

Abstract

一种过滤系统互连结构，具有彼此磁性连通的过滤器歧管和过滤器滤芯，使得当过滤器滤芯被插入歧管贮槽内时，歧管中的闩锁机构和闩锁阻挡结构将过滤器滤芯与歧管贮槽固定。磁性连通形成在两个互补的已编码磁体之间，当彼此紧密接近时，这两个互补的已编码磁体能够产生磁性剪切力。磁性剪切力消除了闩锁阻挡结构与闩锁的干涉，允许闩锁固定过滤器滤芯。过滤器和歧管磁体极性转变部被对准成使得当过滤器滤芯被插入歧管贮槽壳体内时在磁体之间产生剪切力，从而允许克服偏压力致动闩锁阻挡机构，并且由此克服单独的偏压力径向地向内移动。

Description

利用由编码多磁体产生的磁性剪切力的过滤器互连件

技术领域

本发明总体上涉及在过滤器滤芯与其对应的歧管之间的互连方案。本发明利用包含已编码多磁体的相关磁设计并且更具体地磁吸引、排斥或其组合，以产生剪切力。在过滤器滤芯被插入配合的过滤器歧管时，磁力被引入，以有助于互连，在特定情况下，将过滤器滤芯闩锁在歧管内，以在互连时启用或停用闩锁机构，开关或阀，或相对于其它部件接合接合机构与该接合机构脱离。

背景技术

在2010年9月21日授予Cedar Ridge Research LLC的名称为“场发射系统与方法(FIELD EMISSION SYSTEM AND METHOD)”('471专利)的美国专利7,800,471中介绍了相关磁体设计。此专利描述了具有电场或磁场源的场发射结构。磁场或电场源的幅度、极性和位置被配置为具有期望的相关特性，这些相关特性与预定代码一致。相关特性对应于特殊的力函数，其中空间力对应于相对对准、间隔距离和唯一的空间力函数。

在2010年10月19日授予Cedar Ridge Research LLC的名称为“涉及第一部件与第二部件之间的精确附接的设备和方法(APPARATUS AND METHODS RELATING TO PRECISIONATTACHMENTS BETWEEN FIRST AND SECOND COMPONENTS)(与'471专利相关的专利)”的美国专利7,817,006中，教导了第一部件与第二部件之间的附接方案。通常，第一部件包括第一场发射结构，并且第二部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(磁性阵列)，这些磁场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射结构的预定对准相对应。当第一场发射结构在第二场发射结构附近时，这些部件适于附接到彼此。

当相关磁体与互补或镜像对应物对准时，组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，而不需要固持机构来防止磁力“翻转磁体。作为这种磁性作用的说明性示例，图1中描绘了现有技术的设备1000。设备1000包括第一部件1002和第二部件1012。第一部件包括第一场发射结构1004，该第一场发射结构包括多个场发射源1006。第二部件包括第二场发射结构1014，该第二场发射结构包括多个场发射源1016。当第一场发射结构1004在第二场发射结构1014附近时，即，第一部件和第二部件相对于彼此处于预定对准状态时，第一部件和第二部件适于附接到彼此。

第一场发射结构1004可以被配置为与第二场发射结构1014相互作用，使得第二部件1012可以被对准以变得附接(吸引)到第一部件1002或未对准以变得从第一部件移除(排斥)。当第一部件1002和第二部件1012各自的第一场发射结构1004和第二场发射结构1014相对于彼此移动而变得不对准时，第一部件1002可以从第二部件1012释放。

通常，当每个场发射结构中不同场发射源的数量N增加时，包括对于给定的表面积A，两个或多个场发射结构倾向于对准的精度增加。换句话说，可以通过增加形成两个场发射结构的场发射源的数量N来增加对准精度。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增加对准精度。

在2011年2月22日授予Cedar Ridge Research LLC的名称为“相关磁联接装置及使用这种相关磁联接装置的方法(CORRELATED MAGNETIC COUPLING DEVICE AND METHODFOR USING THE CORRELATED COUPLING DEVICE)”的美国专利第7,893,803号中，

教导了一种压缩气体系统部件联接装置，其使用上述相关的磁体附接方案。

在图2中描绘了这种联接装置的说明性示例，图2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接头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都是平面的，并且符合相同的代码，但彼此互为镜像。连接器部件1202、1204的可操作联接和密封是用足够的力来实现的，以便于它们之间的基本上气密的密封。

通过将附接的第一场发射结构1218和第二场发射结构1222分开来实现凸形元件1204从凹形元件1202的移除或分离。当凸形元件相对于凹形元件旋转时，凸形元件被释放，这又使第一磁场发射结构和第二磁场发射结构不对准。

当常规磁体紧密接近时，它们取决于它们相邻面的极性在磁体之间产生力，该力通常垂直于磁体的面。如果常规磁体偏移，则还存在朝向对准位置的剪切力，该剪切力通常比固持力小。然而，多极(已编码多磁体)磁体是不同的。当多极磁体偏移时，吸引力和排斥力在极性转变部处组合以部分地抵消法向力，同时建立更强的剪切力。

图3A和3B描绘了这些力的简化图示，其中箭头指示施加在顶部磁体上的力的方向。在常规设置中，偏移减小了吸引力而没有显著的剪切力。力主要垂直于磁体面，如图3A中所示。如图3B的交替多极磁体设计所描绘，极性转变部处的吸引力和排斥力的组合减小了固持力并且产生剪切力。

在2012年10月2日授予Correlated Magnets Research LLC的名称为“用于分离相关磁性结构的系统(SYSTEM FOR DETACHMENT OF CORRELATED MAGNETIC STRUCTURES”的美国专利第8,279,032号(“'032专利”)中，

教导了一种用于分离相关磁性结构的系统，其使用如上所述的多极多磁体剪切力方案。

在'032专利的图45(在此表示为图4)中示出了说明性示例，该示例描绘了用于旨在产生两个磁性结构4402a、4402b的期望运动行为的多磁体的互补码4502a、4502b。

为了实现期望的运动和剪切力要求，互补码4502a、4502b被设计为包括用于实现期望的运动行为的第一部分4504a、4504b以及用于根据需要增加剪切力以满足期望的剪切力要求的第二部分4506a、4506b。然后使用这两种代码对磁性结构进行磁编程。

现有技术的过滤器互连件存在许多技术障碍，特别是在安装以及当过滤介质已经达到其使用寿命时移除和更换过滤器滤芯方面。这样的技术障碍包括提供有效的闩锁机构和解闩锁机构，以在安装之后将手动插入的过滤器滤芯保持在配合歧管中，同时包括诸如开关启用的阀机构的机构，以在移除过滤器滤芯以进行更换时防止水流动。其它技术障碍包括结合有效的认证和/或防伪手段以确保仅可以安装指定的过滤器滤芯。

因此，需要一种改进的过滤器互连件，其克服了这些技术障碍而基本上不增加制造的成本和复杂性。

本发明使上述多极多磁体技术适于过滤器滤芯和相应歧管的互连结构的不同方案，以解决现有技术过滤器互连件的许多技术障碍。它利用两个相关磁体(已编码多磁体)彼此相对放置产生的剪切力，发起垂直于磁体之间附接方向的平移运动。

发明内容

考虑到现有技术的问题和不足，所要求保护的发明的目的是在第一实施例中提供一种过滤器滤芯，该过滤器滤芯包括：壳体，该壳体具有本体、顶表面、轴向长度以及内腔；入口端口和出口端口，该入口端口和出口端口与内腔流体连通；环形轴环，该环形轴环围绕该壳体顶表面周向地定位并且具有外壁，该环形轴环包括：从该环形轴环外壁径向地向外延伸的固定凸耳或螺纹；以及磁性结构，该磁性结构定位在环形轴环上或环形轴环内，并具有径向面向外的表面，该径向地面向外的表面延伸不超过固定凸耳或螺纹的最向外的径向延伸部；其中磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应。

在第二方面，所要求保护的发明涉及一种用于接纳配合的过滤器滤芯的过滤器歧管，该过滤器歧管包括：入口流体端口和出口流体端口；贮槽，该贮槽具有用于接纳该配合的过滤器滤芯的内腔；向上延伸的对准通道，该对准通道邻近该贮槽内腔；以及弹性偏压的阻挡机构，该弹性偏压的阻挡机构当处于偏压位置时至少部分地在对准通道内延伸，并且包括设置在其中的第一磁性结构，该第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应，其中阻挡机构响应于磁性剪切力可沿第一方向移动到缩回位置，当配合的过滤器滤芯的互补或成对的第二磁性结构在大致垂直于第一方向的第二方向上移动并且定位成与第一磁性结构紧密接近时，产生磁性剪切力。

在第三方面，所要求保护的发明在第二实施例中涉及一种过滤器滤芯，该过滤器滤芯包括：圆柱形壳体，该圆柱形壳体具有内腔、顶表面以及中心轴线；轴向居中的杆，该轴向居中的杆从顶表面延伸并且具有与内腔流体连通的入口和出口端口；附接凸耳，附接凸耳定位在顶表面上并且从顶表面延伸；磁性结构，该磁性结构定位在顶表面上或与顶表面紧密接近，其中该磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应。

在第四方面，所要求保护的发明涉及一种用于接纳配合的过滤器滤芯的过滤器歧管，该过滤器歧管包括：圆柱形歧管壳体，该圆柱形歧管壳体包括顶表面和居中的突起，该居中的突起从该顶表面轴向延伸并且具有狭槽或开孔；锁定构件保持件或固持器，该锁定构件保持件或固持器相对于该轴向居中的突起径向地向外延伸；锁定构件，该锁定构件具有底表面和延伸的突起，该锁定构件可插入该锁定构件保持件或固持器内并且与该锁定构件保持件或固持器滑动连通；以及磁性结构，该磁性结构与锁定构件成一体或定位在锁定构件的底表面上，该磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应。

在第五方面中，所要求保护的发明在第三实施例中涉及一种过滤器滤芯，该过滤器滤芯包括：壳体，该壳体具有本体、轴向长度以及内腔；入口端口和出口端口，该入口端口和出口端口与内腔流体连通；过滤器凸台或凸耳，该过滤器凸台或凸耳从壳体本体径向地向外延伸；以及磁性结构，该磁性结构设置在过滤器凸台或凸耳内或连接到过滤器凸台或凸耳，该磁性结构具有面向外的表面，其中该磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应。

在第六方面，所要求保护的发明涉及一种用于接纳配合的过滤器滤芯的过滤器歧管，该过滤器歧管包括：入口流体端口和出口流体端口；贮槽，该贮槽具有中心轴线和用于接纳该配合的过滤器滤芯的内腔；弓形通道，该弓形通道邻近贮槽内腔；以及弹性偏压的阻挡机构，该弹性偏压的阻挡机构当处于偏压位置时至少部分地在弓形通道内延伸并且包括设置在其中的磁性结构，该磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应，其中阻挡机构响应于磁性剪切力可沿第一方向移动到缩回位置，当配合的过滤器滤芯的互补或成对的第二磁性结构在大致平行于第一方向的第二方向上移动并且定位成与磁性结构紧密接近时，产生磁性剪切力。

附图说明

本发明的特征被认为是新颖的，并且在所附权利要求书中具体阐述了本发明的元件特征。附图仅用于说明的目的，并且没有按比例绘制。然而，通过参考下面结合附图的详细描述，可以最好地理解本发明本身的结构和操作方法，在附图中：

图1描绘了现有技术的设备，该设备具有两个彼此磁性地附接的部件。

图2描绘了现有技术的快速连接空气软管接头，示出了用于附接的相关磁体的布置。

图3描绘了用于现有技术的多磁体的示例性互补码，旨在产生两个磁性结构的期望移动行为。

图4描绘了用于多磁体的互补码的杰出示例，这些多磁体旨在产生两个磁性结构的期望移动行为；

图5描绘了多磁体力对侧向位移的曲线图，其中正固持力表示吸引力，并且正剪切力表示朝向对准位置的力；

图6描绘了对于0.5mm的磁体对磁体间隙所示的取决于磁体对的相对旋转取向的相关磁体的变化的磁力(例如，90度间隔的排斥-吸引-排斥-吸引)；

图7描绘了本发明的竖直侧闩锁实施例，其中具有尚未安装的过滤器滤芯的过滤器/歧管组件被插入歧管贮槽中；

图8描绘了在插入过滤器滤芯期间图7的过滤器组件的分解图；

图9描绘了当过滤器滤芯完全安装在歧管贮槽内并且入口/出口端口完全接合时的图7的过滤器/歧管组件是截面图；

图10描绘了用于图9中所示的完全插入连接构型的过滤器滤芯/歧管组件的闩锁端的局部截面图；

图11描绘了当用户开始启用释放杆时图7的过滤器滤芯/歧管组件处于部分释放模式的构型；

图12描绘了图11的部分抽出构型的局部截面图；

图13至图15描绘了竖直侧闩锁构型的局部透视图；

图13示出了处于其原始位置的闩锁固持器。

图14描绘了当滤芯壳体中的磁体与闩锁固持器对准使得闩锁固持器和机械阻挡臂纵向地向下移动时的竖直侧闩锁构型的局部透视图；

图15描绘了当磁体彼此产生剪切力时将机械阻挡臂从固持闩锁上移除并且允许闩锁沿箭头40的方向径向地向内旋转或枢转的竖直侧闩锁构型的局部透视图；

图16描绘了水平侧闩锁构型的局部截面图，该水平侧闩锁构型用于利用相关的已编码磁性剪切力将过滤器滤芯固定到歧管；

图17描绘了图16的水平轨道侧闩锁构型的局部透视图，

其中在磁性固持器示出为处于原始位置的情况下，防止闩锁径向地向内移动；

图18描绘了水平轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，示出了当安装了过滤器滤芯(未示出)时对准的已编码磁体；

图19描绘了图18的水平轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，其中这些已编码磁体被对准并且磁体固持器在磁性剪切力下被移位到一侧；

图20描绘了图18的水平轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，示出了当磁体固持器在磁性剪切力下移动时，闩锁在偏压弹性力下移动，并且该闩锁能够延伸并向前移动以固定该过滤器滤芯(未示出)；

图21描绘了在释放阶段期间水平轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，其中用户克服偏压弹性力将闩锁推回，使闩锁臂径向地向外移动，因此允许磁体固持器在其自身的弹性偏压力下返回到其初始位置，阻挡闩锁臂径向地向内延伸；

图22描绘了竖直轨道侧闩锁构型的局部截面图，该竖直轨道侧闩锁构型用于利用相关的已编码磁性剪切力将过滤器滤芯固定到歧管；

图23描绘了图22的竖直轨道侧闩锁构型的局部透视截面图；

图24描绘了竖直轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，示出了已编码磁体在安装过滤器滤芯时开始对准；

图25描绘了图24的竖直轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，示出了当磁体固持器在磁性剪切力下移动时，闩锁在弹性偏压力(诸如弹簧)下开始径向地向内移动，并且该闩锁能够固定该过滤器滤芯；

图26描绘了在释放阶段期间竖直轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，其中用户抵抗偏压弹性力将闩锁推回，使闩锁臂径向地向外移动，因此允许磁体固持器在其自身的弹性偏压力下返回到其初始位置，阻挡闩锁臂径向地向内延伸；

图27描绘了示例性过滤器互连件的截面图，该过滤器互连件利用已编码多磁体来间接地致动阀以允许水流动，并且更具体地当多磁体处于期望的对准和接近度时，已编码的多磁体产生足够的剪切力来间接地致动阀；

图28描绘了示例性过滤器互连件的侧视平面图，该过滤器互连件利用已编码多磁体来移动阻挡机构或位置止动件以允许在配合歧管中正确安装过滤器滤芯，并且更具体地，已编码多磁体产生足够的剪切力以便在这些多磁体处于期望的对准和接近度时移动该阻挡机构或位置止动件；

图29描绘了图28的过滤器互连件的顶部截面图；

图30A至图30F描绘了图28和图29的过滤器滤芯被插入其配合歧管中，示出了过滤器磁体和歧管磁体从第一相对位置移动到第二相对位置并且允许正确安装过滤器滤芯；

图31描绘了过滤器互连件的另一个实施例的透视图，该过滤器互连件利用已编码的多磁体，这些多磁体被编码成产生足够的剪切力来移动阻挡机构或位置止动件，以允许在多磁体处于期望的对准和接近度时将过滤器滤芯正确安装在配合歧管中；

图32描绘了使用磁性剪切力来移除否则将禁止完全旋转的块结构的过滤器滤芯和歧管组合的透明透视图；

图33描绘了当第一磁性结构与第二磁性结构对准时图32的过滤器滤芯歧管壳体组合的透明透视图；

图34A描绘了图32的实施例的过滤器滤芯在歧管壳体中的最终插入位置的透明透视图；

图34B描绘了过滤器滤芯在歧管壳体中的最终插入位置的透视图，其中歧管的切除部分示出了内部结构，并且第二磁性结构的切除部分在其中呈现相关磁体；

图35描绘了本发明的第二实施例的突出部件的透视图，描绘了过滤器滤芯和歧管，该过滤器滤芯和歧管一起执行用于移除阻挡机构的磁性剪切力；

图36是图35的实施例的歧管壳体的顶部透视图；

图37描绘了图35的实施例的锁定构件的底部透视图，该锁定构件具有位于底表面上的第二磁性结构；

图38描绘了与图35的实施例一起使用的阀组件的实施例；

图39描绘了完全插入图35的歧管壳体内的过滤器滤芯的透明透视图；

图40描绘了当在径向地向外的方向上受到磁性剪切力作用时图35的实施例的锁定构件构型的透明透视图；

图41描绘了图35的实施例的过滤器滤芯的透明透视图，该过滤器滤芯被插入歧管壳体内并且围绕该歧管壳体旋转；

图42描绘了具有第一磁性结构和入口/出口端口并且被插入歧管壳体接纳部分内的过滤器滤芯壳体顶部部分的等距截面局部视图；

图43描绘了当阀处于旁通模式时图42的过滤器歧管组合，并且水流过水通道离开并且不被引导到该过滤器滤芯；

图44描绘了图42的过滤器滤芯和歧管组合的截面图，

其中过滤器滤芯被部分地安装并且第一磁性结构和第二磁性结构彼此紧密接近；以及

图45描绘了图42的过滤器滤芯和歧管组合的截面图，

其中过滤器滤芯被完全安装并且第一磁性结构和第二磁性结构处于完全磁性连通，在该完全磁性连通中，在第一磁性结构与第二磁性结构之间施加了最大剪切力。

具体实施方式

在描述本发明的实施例时，本文将参考附图的图1至图45，其中相同的附图标记表示本发明的相同特征。

在本文中使用的某些术语仅仅是为了方便，而不应被认为是对本发明的限制。例如、诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“竖直”、“向上”、“向下”、“顺时针”或“逆时针”等词语仅仅描述附图中所示的构型。实际上，所引用的部件可以被定向在任何方向上，并且因此，除非另有说明，术语应当被理解为包含这些变化。为了清楚起见，在附图中可以使用相同的附图标记来标识相似的元件。

附加地，在本说明书中，词语“示例性”用于表示用作示例、实例或说明。本文描述为“示例性”的任何方面或设计

不一定旨在被解释为比其它方面或设计更优选或更有利。而是，词语“示例性”的使用仅仅旨在以具体方式呈现构思。

相关磁体包含交替磁极的区域。这些交替磁极的图案可以使磁场集中和/或成形，以给予匹配的磁体对独特的特性。本发明利用具有“高自相关性和低互相关性”的相关磁体设计，“高自相关性和低互相关性”是相关磁体仅在与特定互补磁体配对时实现最高功效(磁体吸引或排斥)的特性。在2012年11月20日授予Correlated Magnets Research LLC的名称为“用于启用装置操作的关键系统(KEY SYSTEM FOR ENABLING OPERATION OF ADEVICE)”的美国专利第8,314,671号中公开了相关磁体的这种使用的示例。相关磁体的特征还在于密集且可调的磁场，允许在较短的工作距离下具有较高的力的特定设计的力曲线。

本发明利用多极多磁体，诸如对准多磁体，它们是多极磁体对，在描述它们的极性区域的代码中具有定义的相关性。随着磁体的相对位置改变，特别是磁体的线性偏移，磁体上的极性区域之间的相互作用产生不同的净固持力(垂直于磁体面)和剪切力(平行于面)。由于这些代码的相关特性，当磁体相对接近对准时，它们具有强的力，但是在别处具有弱的力。这允许系统设计在很大程度上可以忽略磁力，直到磁体与其对准位置的偏移相对较低。这些特征提供了更好的工作范围，减少了未对准的可能性，并且提高了用户体验。

对准多磁体可以被设计成取决于相对侧向偏移而具有变化的磁力，如图5的曲线图所图示，其中正固持力表示吸引力，并且正剪切力表示朝向对准位置的力。

此外，相关磁体可以被设计成具有变化的磁力，该磁力取决于磁体对磁体间隙为0.5mm的磁体对磁体的相对旋转取向(例如，90度间隔的排斥-吸引-排斥-吸引)，如图6的曲线图所图示。

与该设计成一体的是分别设置在过滤器滤芯壳体和歧管中/上的“键控”相关磁体的匹配组，其通过非电和非接触致动提供接合功能的初始驱动。如在此进一步讨论的，本发明的实施例图示了允许将过滤器滤芯固定到歧管上的闩锁机构的致动，并且可以进一步包括当将过滤器滤芯固定到歧管上时用于水流动的阀的致动，或者在互连时其他机构的接合；然而，本领域技术人员应当理解，这些类型的致动仅仅是如何在过滤器滤芯/歧管应用中实现磁性剪切力机构的示例，并且不排除将过滤器滤芯固定到歧管的其它磁性剪切力应用。

本发明采用采用包含相关磁体的磁性设计的实施例。相关磁体在本申请中的功能是双重的。首先，将具有相关磁体的过滤器滤芯插入具有互补相关磁体的接纳歧管内。在互连期间的某一时刻，或者在过滤器滤芯插入期间或者在歧管内旋转期间，产生磁性剪切力，该磁性剪切力导致具有附接的互补相关磁体的可移动部件或结构在垂直于旋转或插入方向的方向上平移。第二，通过旋转或插入过滤器滤芯而引入的磁性剪切力作用在闩锁机构、阀或开关或一些其它接合机构上。在闩锁机构的情况下，闩锁装置在运动中被操纵以将过滤器滤芯固定到歧管，从而禁止过滤器脱离接合直到释放机构展开。

如上所述，磁性剪切力由一对互补的相关磁体产生，并且施加到过滤器互连系统，这允许在关键部件和系统功能的定时、附接和致动上的更高程度的控制和灵活性。

这通过在连接对的每个部件上具有彼此平行定向的一对磁体(优选地为相关磁体)来实现，其中第一磁体设置在过滤器滤芯上，并且互补磁体位于设计成将过滤器固定到位的歧管上。本领域的技术人员应当理解，本文提到的“相关磁体”或“多磁体”可以包括

具有多个极性区域的单个磁体，或者可替代地可以包括被布置成产生具有期望特性的极性模式的多个磁体。在至少一个实施例中，可以引入材料薄层，将两个磁体物理地分开，使得它们不能具有物理接触表面，但是当处于期望的操作接近度时，它们仍然可以彼此磁性地连通。

在本文描述的实施例中，当一组正确的“键控”或“已编码”磁体对准并进入有效工作距离时，结果是在两个磁体之间产生剪切力。设置在过滤器滤芯上的磁体被固定；然而，作为作用在歧管的可移动机械部件上的剪切力的结果，允许对应的歧管磁体相对于过滤器滤芯的纵向轴线线性地或在一些情况下径向地平移。位于歧管上的磁体的功能是帮助致动闩锁机构和/或致动通常偏压到关闭位置的阀(例如，滑阀、凸轮、提升阀和其它阀类型)。如将在下面更详细地描述的，闩锁机构和相关磁体对的力曲线被工程化成使得仅一组对应的“键控”或“已编码”磁体将提供足够的磁性剪切力以克服将歧管的互补机械部件保持在其初始位置的力。

在一些实施例中，当“键控”或“已编码”磁体组对准并进入有效工作距离时产生的剪切力导致闩锁机构的移动和致动，该闩锁机构如果未被启用将不会固定过滤器滤芯，并且将允许滤芯在来自进入水的压力下从歧管移出。在安装期间，过滤器滤芯可以由滤芯上的对准肋引导到过滤器歧管上的对应对准轨道中。闩锁机构和与其成一体或安装在其上的歧管磁体通常被偏压在打开位置，以允许容易地插入过滤器滤芯，但围绕过滤器歧管线性地或径向地可平移，以允许一旦过滤器滤芯被完全插入，闩锁机构移动并将过滤器滤芯固持或固定在歧管内，从而对作用在过滤器滤芯上的抽出力(水压)提供反作用力。

对应的多磁体设置在过滤器滤芯(过滤器磁体)上，使得当过滤器滤芯被插入歧管接纳腔中时，键控或已编码的多磁体在接近时对准(同相产生剪切力)，产生足够强的剪切力以物理地移动歧管上的机械闩锁部件，使闩锁机构位于将过滤器滤芯锁定在适当位置的位置，从而使过滤器滤芯将到歧管的附接固定。

本领域技术人员应当理解，本文描述的本发明的实施例利用已编码的多磁体来产生磁性剪切力，这些实施例仅仅是用于将已编码的多磁体结合到用于过滤器滤芯和对应歧管的互连结构中的示例性设计，并且阀或阻挡机构的直接或间接致动可以可替代地通过被编码用于磁吸引或磁排斥的多磁体来实现。

竖直侧闩锁

利用磁性剪切力的一个实施例引入竖直侧闩锁以将过滤器滤芯固定到歧管贮槽。图7描绘了过滤器/歧管组件10，其中过滤器滤芯12尚未完全安装，但沿箭头22所示的方向被插入到贮槽20中，该方向被定义为过滤器组件的纵向方向或轴向方向，如纵向轴线30所示。

在图7中，入口/出口端口14、16还没有与接纳歧管端口25、27接合，并且用于流体流动的旁通阀(未示出)还没有被启用。闩锁壳体29收容闩锁18和可滑动闩锁固持器24。闩锁18由闩锁固持器24的机械阻挡臂24a保持在适当位置。闩锁固持器24包括附接到其上或嵌入其中的已编码磁体26。可滑动闩锁固持器24被设计成沿纵向轴线30的方向相对于歧管贮槽20移动。在非过滤位置中，当过滤器滤芯没有被插入或部分地被插入贮槽内时(如图7中所描绘)，闩锁固持器24的机械阻挡臂24a位于歧管中的位置中，该位置在接近贮槽开口处离入口/出口歧管端口25、27最远。在此位置，机械阻挡臂24a抵靠并固持闩锁18，以防止朝向过滤器滤芯12和歧管贮槽20的中心径向地向内的任何运动或枢转。

图8描绘了图7的过滤器组件10的分解图。过滤器滤芯12沿箭头方向并平行于纵向轴线30被插入歧管贮槽20内。固定到过滤器滤芯12的外表面上或嵌入其中的已编码磁体28定位在滤芯上，使得在完全插入时，其保持紧密接近闩锁壳体29和机械阻挡臂24a上的已编码磁体26(未示出)。在插入过滤器滤芯之前，闩锁18保持由机械阻挡臂24a固持，以防止朝向过滤器滤芯12径向地向内枢转。

图9描绘了当过滤器滤芯12完全安装在贮槽20内时图7的过滤器/歧管组件10的截面图。入口/出口端口完全接合。过滤器滤芯12的已编码磁体28足够靠近歧管已编码磁体26，以便彼此磁性连通。这种紧密接近在两个磁体之间建立了磁性剪切力，该磁性剪切力迫使闩锁固持器24中的已编码磁体26，并且因此迫使闩锁固持器本身沿箭头22的方向朝向歧管的入口/出口端口25、27移动。

此动作将机械阻挡臂24a移离闩锁18，这允许闩锁18朝向过滤器滤芯12径向地向内枢转。图10描绘了用于图9所示的完全插入连接构型的过滤器滤芯/歧管组件10的闩锁端的局部截面图。

过滤器滤芯12包括朝向闩锁壳体29径向地向外延伸的唇缘或突起32。在将过滤器滤芯12插入贮槽壳体20中时，机械阻挡臂24a将在磁性剪切力作用下在过滤器滤芯取出的插入方向且按纵向指向的箭头横穿。如图10所描绘，一旦闩锁18没有了机械阻挡臂24a，闩锁18将沿箭头33的方向朝向过滤器滤芯12径向地向内枢转。闩锁18在诸如由弹簧或其它弹性结构提供的偏压弹性力的作用下移动。

闩锁18包括凹口或底座18a，该凹口或底座18a移动到位以固定突起32并防止过滤器滤芯12离开贮槽20。凹口或底座18a保持与突起32接触并阻止过滤器滤芯的抽出运动。

为了从贮槽20中释放过滤器滤芯12，必须解除闩锁18对过滤器滤芯的固定。这通过手动启用的释放杆或按钮34来实现。图11描绘了当用户开始启用释放杆34时，过滤器滤芯/歧管组件10处于部分释放模式的构型。

在一个实施例中，释放杆34基于用户在箭头22的方向上的压缩而在枢转轴线上旋转。释放杆臂34a使闩锁18径向地向外枢转，从而解除凹口或底座18a与突起32的相互作用。当从贮槽20中移除过滤器滤芯12时，闩锁固持器24在诸如由弹簧提供的弹性偏压力的作用下沿与箭头22相反的方向移动回到其初始位置。

图12描绘了图11的部分抽出构型的局部截面图。闩锁18被示出为处于其过滤器滤芯解锁位置，通过用户对释放杆34的压缩，释放杆臂34a被部分地中断和推动。当释放杆34围绕轴线36枢转时，闩锁18远离过滤器滤芯12径向地向外移动，这又使机械阻挡臂24a朝向闩锁18向上移动，以阻挡闩锁18在其偏压力下径向地向内枢转。然后可从贮槽20中移除过滤器滤芯12。

如图7至图12所描绘的将过滤器滤芯与配合的过滤器歧管互连的方法包括以下步骤：a)将过滤器滤芯插入配合的过滤器歧管的贮槽中，该过滤器滤芯包括壳体，该壳体具有本体、底表面、从该壳体本体径向地向外延伸的突起、以及第一磁性结构，该突起附接到壳体本体或与该壳体本体成一体并且邻近该底表面，该第一磁性结构定位在该壳体本体上或其内并且具有径向地面向外的表面，该第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应；b)沿第一方向移动过滤器歧管贮槽内的过滤器滤芯；c)将第一磁性结构的多个场发射源与设置在过滤器歧管的闩锁阻挡机构或固持器内的互补或成对的第二磁性结构的多个磁场发射源对准，使得产生磁性剪切力，该闩锁阻挡机构与闩锁滑动连通，该闩锁具有枢转轴线，该枢转轴线允许闩锁在第一弹性偏压机构下径向地向内枢转，并且该闩锁阻挡机构在向闩锁阻挡机构或固持器施加力的第二弹性偏压机构下被朝向闩锁偏压，

该第二弹性偏压机构的力大致平行于贮槽中心轴线；d)响应于该磁性剪切力将闩锁阻挡机构移动远离闩锁；以及e)使闩锁径向地向内枢转以接触过滤器滤芯突起，从而将过滤器滤芯固定到歧管。

图13至图15描绘了竖直侧闩锁构型的局部透视图。图

13示出了处于其原始位置的闩锁固持器24。如果在闩锁固持器24与闩锁18之间不存在磁性相互作用，则闩锁18保持不移动，并且过滤器滤芯将不能够被锁定就位，因为将没有闩锁来将过滤器滤芯固持在贮槽内。

图14描绘了当滤芯壳体中的磁体与闩锁固持器对准使得闩锁固持器24和机械阻挡臂24a在箭头38的方向上纵向地向下移动时的竖直侧闩锁构型的局部透视图。这发生在过滤器滤芯被插入贮槽内时；然而，为了说明的目的，过滤器滤芯在图13至图15中未示出。

图15描绘了当磁体彼此产生剪切力时将机械阻挡臂24a从固持闩锁18上移除并且允许闩锁18沿箭头40的方向朝向贮槽的中心径向地向内旋转或枢转从而固定过滤器滤芯的竖直侧闩锁构型的局部透视图。

水平轨道侧闩锁

图16描绘了水平侧闩锁构型的局部截面图，该水平侧闩锁构型用于利用相关的已编码磁性剪切力将过滤器滤芯固定到歧管。在此实施例中，当过滤器滤芯112被插入贮槽120中时，磁性固持器124被示出为处于原始位置；然而，过滤器滤芯112没有被完全插入，并且此时歧管已编码磁体126与过滤器滤芯编码磁体128之间不存在磁性连通。过滤器滤芯已编码磁体128被收容在滤芯壳体内或附接到滤芯壳体本身，而歧管已编码磁体126可以固定在闩锁固持器124中或设计成使得其用作闩锁固持器本身。

图17描绘了图16的水平轨道侧闩锁构型的局部透视图，

其中在磁性固持器124示出为处于原始位置的情况下，防止闩锁118径向地向内移动。闩锁壳体129将闩锁118固持在贮槽120附近。

图18描绘了水平轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，示出了当安装了过滤器滤芯(未示出)时对准的已编码磁体126、128。这种对准使得磁体固持器124在箭头140的方向上向侧面剪切。磁体固持器124的“竖直”运动(平行于中心纵向轴线130)允许闩锁118沿箭头133的方向径向地向内移动，这又使闩锁臂118a朝向过滤器滤芯112延伸。闩锁臂118a位于过滤器滤芯突起或棘爪132附近，从而防止过滤器滤芯112移出，将过滤器滤芯固定就位。

图19描绘了图18的水平轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，其中已编码磁体是对准的并且磁体固持器124'在磁性剪切力下在箭头141的方向上垂直于中心轴线130移位到一侧。在此接合点处，在弹性力作用下沿径向地向内的方向被偏压的闩锁118'延伸穿过开孔或狭槽124b'朝向将放置过滤器滤芯(未示出)的贮槽内部。

图20描绘了图19的水平轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，示出了当磁体固持器124'在磁性剪切力下移动时，闩锁118'在偏压弹性力下移动，并且该闩锁能够延伸并向前移动以固定过滤器滤芯(未示出)。

图21描绘了在释放阶段期间水平轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，其中用户在箭头135的方向上克服偏压弹性力推回闩锁118'，径向地向外移动闩锁臂118a'，因此允许磁体固持器124'在其自身的弹性偏压力下沿箭头143的方向返回到其初始位置，阻挡闩锁臂118a'径向地向内延伸。以这种方式，允许偏压的磁体固持器移动以固持闩锁臂118a'，否则闩锁臂118a'将径向地向内延伸。

应注意，闩锁118'可以具有闩锁臂118a'，该闩锁臂118a'包括预定的几何形状，诸如具有圆形形状、正方形形状、矩形形状、卵形形状、椭圆形形状或其他截面形状的突出区段，并且接纳过滤器滤芯棘爪132可以包括互补形状的接纳开孔。

如图16至图21中所界定的将过滤器滤芯与配合的过滤器歧管互连的方法可以包括以下方法步骤：a)将过滤器滤芯插入配合的过滤器歧管的贮槽中，该过滤器滤芯包括壳体，该壳体具有本体、底表面、从该壳体本体径向地向外延伸的突起、以及第一磁性结构，该突起附接到壳体本体或与该壳体本体成一体并且邻近该底表面，该第一磁性结构定位在该壳体本体上或其内并且具有径向地面向外的表面，该第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应；b)沿第一方向移动过滤器歧管贮槽内的过滤器滤芯；c)将第一磁性结构的多个场发射源与设置在过滤器歧管的闩锁阻挡机构或固持器内的互补或成对的第二磁性结构的多个磁场发射源对准，使得产生磁性剪切力，闩锁阻挡机构与闩锁滑动连通，该闩锁可在第一弹性偏压机构的作用下相对于贮槽的中心轴线沿径向方向平移，并且闩锁阻挡机构在第二弹性偏压机构的作用下朝向闩锁偏压，该第二弹性偏压机构向闩锁阻挡机构施加力，该第二弹性偏压机构的力大致垂直于贮槽中心轴线；d)响应于磁性剪切力沿大致垂直于径向方向的方向将闩锁阻挡机构移动远离闩锁；以及e)将闩锁径向地向内平移以接触过滤器滤芯突起，从而将过滤器滤芯固定到歧管。

竖直轨道侧闩锁

图22描绘了竖直轨道侧闩锁构型的局部截面图，该竖直轨道侧闩锁构型用于利用相关的已编码磁性剪切力将过滤器滤芯固定到歧管。在此实施例中，磁性固持器224被示出为在过滤器滤芯212被插入贮槽220中时处于原始位置；然而，过滤器滤芯212没有被完全插入，并且此时歧管已编码磁体226与过滤器滤芯编码磁体228之间不存在磁性连通。与先前实施例不同，竖直轨道侧闩锁构型呈现磁性剪切力，该磁性剪切力使闩锁固持器224在平行于中心轴线230的竖直纵向方向上移动。过滤器滤芯已编码磁体228被收容在滤芯壳体内或附接到滤芯壳体，而歧管已编码磁体226固定在闩锁固持器224中或单独用作闩锁固持器，闩锁固持器然后被收容在闩锁壳体229中。如果在过滤器滤芯上不存在磁体，闩锁固持器224将不会从其初始原始位置移动，因此将阻止闩锁218朝向贮槽中心轴线径向地向内移动。以这种方式，无磁滤芯不能固定到贮槽上，并且很可能在施加的水压下退出。

图23描绘了图22的竖直轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，示出了处于原始位置的闩锁固持器224。在此位置，闩锁固持器臂或突起224a阻止闩锁218朝向过滤器滤芯(未示出)径向地向内移动。

图24描绘了竖直轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，示出了已编码磁体226、228在安装过滤器滤芯212时开始对准。这种对准使得磁体固持器224沿箭头240的纵向方向或竖直方向向下剪切。磁体固持器224的“竖直”运动(平行于中心纵向轴线230)允许闩锁218沿箭头233的方向径向地向内运动，这又使闩锁臂218a朝向过滤器滤芯212延伸。闩锁臂218a位于过滤器滤芯突起或棘爪232附近或其内，从而防止过滤器滤芯212移出，将过滤器滤芯固定就位。

图25描绘了图24的竖直轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，示出了当磁体固持器224在磁性剪切力下移动时，闩锁218在弹性偏压力(诸如弹簧)下开始径向地向内移动，并且闩锁218能够固定过滤器滤芯(未示出)。

图26描绘了在释放阶段期间竖直轨道侧闩锁构型的局部透视截面图，其中用户在箭头235的方向上克服偏压弹性力推回闩锁218，径向地向外移动闩锁臂218a，因此允许磁体固持器224在其自身的弹性偏压力下在箭头243的方向上返回到其初始位置，阻挡闩锁臂218a径向地向内延伸。以这种方式，弹性偏压的磁体固持器被允许移动以固持闩锁臂218a，否则闩锁臂218a将径向地向内延伸。

如图22至图26中所界定的将过滤器滤芯与配合的过滤器歧管互连的方法可以包括以下方法步骤：a)将过滤器滤芯插入配合的过滤器歧管的贮槽中，该过滤器滤芯包括壳体，该壳体具有本体、底表面、从该壳体本体径向地向外延伸的突起、以及第一磁性结构，该突起附接到壳体本体或与该壳体本体成一体并且邻近该底表面，该第一磁性结构定位在该壳体本体上或其内并且具有径向地面向外的表面，该第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应；b)沿第一方向移动过滤器歧管贮槽内的过滤器滤芯；c)将第一磁性结构的多个场发射源与设置在过滤器歧管的闩锁阻挡机构或固持器内的互补或成对的第二磁性结构的多个磁场发射源对准，使得产生磁性剪切力，闩锁阻挡机构在第一弹性偏压机构下与可径向地向内平移的闩锁滑动连通，并且该闩锁阻挡机构在第二弹性偏压机构下朝向闩锁偏压，该第二弹性偏压机构向闩锁阻挡机构或固持器施加力，该第二弹性偏压机构力大致平行于贮槽中心轴线；d)响应于磁性剪切力沿大致平行于第一方向的方向将闩锁阻挡机构移动远离闩锁；以及e)将闩锁径向地向内平移以接触过滤器滤芯突起，从而将过滤器滤芯固定到歧管。

在每个前述实施例中，配合的多磁体被编码成使得吸引力和排斥力在极性转变部处组合以部分地抵消法向力并且根据期望的运动行为产生剪切力。通常，与磁源对处于吸引状态相比，更多的相反磁源对处于排斥状态。当过滤器滤芯朝向对准位置移动时，存在轻微的不平衡，其中吸引力可能导致例如闩锁固持器拉向过滤器滤芯，而排斥力导致闩锁固持器从过滤器滤芯推开。当过滤器滤芯到达对准位置并且已编码多磁体处于操作距离时，排斥力增加并且吸引力减小，直到互补磁源在第二位置处实现对准和完全排斥，从而产生足够的剪切力以在期望方向上移动闩锁固持器。

阀致动

图27描绘了利用本发明的已编码多磁体来致动诸如提升阀等阀的示例性过滤器互连件。在此实施例中，配合的多磁体被编码以产生足够的剪切力，从而当多磁体处于期望的对准和接近度时间接地致动过滤器歧管中的阀。另外的常规的可更换过滤器滤芯310包括封装在端盖之间的过滤介质，并且包括设置在过滤器头330附近的过滤器磁体320。如图27所示，过滤器头330可以包括其中设置有磁体320的凹部。设置在歧管340内的是包括配合歧管磁体360的穿梭件350。阀370通常由弹簧(未示出)偏压在关闭位置，以防止水在歧管中流动。过滤器滤芯310最初可插入过滤器歧管中的贮槽壳体内，进入安装未锁定位置，其中O形环被密封，但(多个)下游阀不打开，并且不允许水流动。

配合的多磁体320、360被编码成使得吸引力和排斥力在极性转变部处组合以部分地抵消法向力并且根据期望的运动行为产生剪切力。如图27所示，当过滤器滤芯310完全插入贮槽壳体内时，多磁体处于期望的对准和接近位置，使得多磁体产生排斥力和吸引力，这些排斥力和吸引力以引起剪切的方式结合，这使得穿梭件350根据期望的运动行为朝向第二位置移动。当过滤器头朝向对准位置移动时，存在轻微的不平衡，其中吸引力使穿梭件拉向过滤器头，并且排斥力使穿梭件推离对准位置，这有利于剪切。当过滤器头到达对准位置并且已编码多磁体处于操作距离时，排斥力增加并且吸引力减小，直到互补磁源在第二位置处实现对准和完全排斥，产生足够的剪切力以在箭头380的方向上移动穿梭件并且克服弹簧力以打开阀370。

插入时竖直剪切力竖直地移动阻挡机构

现在参考图28至图30，示出了利用已编码多磁体的过滤器互连件的另一个实施例。在此实施例中，当一组“键控”多磁体对准并进入有效工作距离时产生的剪切力导致阻挡机构或位置止动件的移动和移除，该阻挡机构或位置止动件通常防止过滤器滤芯附接到配合歧管。

歧管340'包括第一通道或对准凹槽342，当过滤器滤芯310'被插入过滤器歧管内时，该第一通道或对准凹槽342通过接纳过滤器凸台或凸耳312来表示用于过滤器滤芯310'的“入口轨道”或对准轨道。设置在过滤器凸台或凸耳312内的是首先编码的多磁体320'。当插入过滤器滤芯时，凸台或凸耳312在弓形通道342内线性地行进到其端部。弓形通道342靠近贮槽内腔。如图28中最佳示出的，歧管340'包括在磁体壳体或穿梭件350'内的对应“键控”的多磁体360'，并且当凸台或凸耳312位于弓形通道342的端部时定位成与过滤器磁体320'对准。穿梭件350'是不可旋转的，但可沿着歧管的轴线在轴向方向上线性地滑动。当过滤器磁体320'和歧管磁体360'对准并且进入有效工作距离时，结果产生了两个磁体之间的剪切力。多磁体被对应地编码，使得多磁体产生排斥力和吸引力，该排斥力和吸引力组合起来使穿梭件350'和歧管磁体360'向上移动(如图

28所示)进入第二通道344并离开过滤器凸台或凸耳312的旋转路径。在过滤器滤芯旋转时，凸耳312由弓形通道344的下表面固定。穿梭件350'通常由设置在第二通道344内的弹簧(未示出)(诸如螺旋弹簧)偏压在向下位置。在至少一个实施例中，当处于向下偏压位置时，穿梭件350'可以部分地凹陷在该过滤器歧管壳体内，这样使得穿梭件350'不能被手动地向上推入通道44中以允许插入伪造的或非正品的替换过滤器滤芯。

图30A至图30F描绘了使用图28中所示的过滤器互连件来安装过滤器滤芯的示例性方法。当过滤器滤芯310'被插入歧管340'中时，具有已编码多磁体320'的过滤器凸台或凸耳312被接纳在第一通道342内(图30A至图30B)。过滤器凸台或凸耳312在对准通道342内线性地行进到其端部，在该点处磁体320'被定位成与歧管磁体360'对准(图30C)。

配合的多磁体320、360被编码成使得吸引力和排斥力在极性转变部处组合以部分地抵消法向力并且根据期望的运动行为产生剪切力。如图30D至图30E所示，当过滤器滤芯310'被完全插入贮槽壳体内时，多磁体处于期望的对准和接近位置，使得多磁体产生排斥力和吸引力，该排斥力和吸引力组合起来使穿梭件350'根据期望的运动行为在第二位置移动离开凸耳312，例如向上(如图30D至图30F所示)进入歧管第二通道344并离开过滤器凸台或凸耳312的旋转路径。

当过滤器凸台或凸耳312到达对准位置并且已编码多磁体320'、360'处于操作距离时，排斥力增大并且吸引力减小，直到互补磁源在第二位置处实现对准和完全排斥，从而沿箭头390的方向移动歧管磁体壳体并且克服通常将穿梭件偏压在向下位置的弹簧力(图30D至图30E)。在歧管磁体穿梭不碍事的情况下，允许过滤器滤芯310'旋转到安装锁定位置，使得凸台或凸耳312旋转到由歧管磁体穿梭件350'(图30F)空出的凹部中。在实施例中，过滤器滤芯310'从第一位置旋转约60度进入安装锁定位置，如图29所示。

在相关磁体的特征在于密集且可调的磁场的情况下，可以在较短的工作距离处特别地设计具有较高的力的力曲线，诸如图28至图30中所示的那些力曲线。在不显著增加磁体的物理尺寸的情况下，常规磁体将不能在如此短的有效工作距离上产生足够的磁性剪切力，这将呈现设计可行性问题。对准多磁体(诸如本发明的那些多磁体)允许吸引力和排斥力在极性转变部处组合以部分地抵消法向力并且在较短的线性偏移距离上产生更强的剪切力。

本发明的另一个优点是，通过利用具有特别设计的磁场的对应的编码或“键控”多磁体，本发明进一步可应用在过滤器滤芯认证和防伪的替代方法中。仅包括“已编码”多磁体(其具有与过滤器歧管中的多磁体的极性轮廓相对应的预先设计或预定的极性轮廓)的过滤器滤芯才能正确地操作，诸如移除阻挡机构以允许安装过滤器滤芯。因此，仅来自制造商或其被许可方的真正替换过滤器滤芯将被认证。这限制了伪造市场，这对于消费者的安全而言是特别重要的，消费者认为他们能够通过购买可能机械地连接到配合歧管的非正品替换过滤器滤芯来省钱，但是该非正品替换过滤器滤芯可能不具有与正品替换零件的过滤介质一样有效地去除水中的污染物或杂质的封闭的过滤介质。

如图28至图30所界定的使过滤器滤芯与配合的过滤器歧管互连的方法描述如下：a)将过滤器滤芯插入配合的过滤器歧管的贮槽中，该过滤器滤芯包括：壳体，该壳体具有本体；过滤器凸台或凸耳，该过滤器凸台或凸耳从该壳体本体径向地向外延伸；以及第一磁性结构，该第一磁性结构被设置在过滤器凸台或凸耳内或连接到过滤器凸台或凸耳，该第一磁性结构具有面向外的表面并且包括多个场发射源，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应；b)将过滤器凸台或凸耳与过滤器歧管的弓形通道对准，使得第一磁性结构的多个磁场发射源与互补或成对的第二磁性结构的多个磁场发射源对准，使得在第一磁性结构与第二磁性结构之间产生磁性剪切力，该第二磁性结构被设置在弹性偏压的阻挡机构内，该阻挡机构至少部分地在过滤器歧管的弓形通道内延伸；c)响应于磁性剪切力使阻挡机构沿轴向方向移位到缩回位置，该轴向方向大致平行于过滤器歧管贮槽的中心轴线；以及d)使过滤器滤芯在弓形通道内围绕贮槽中心轴线旋转，使得过滤器凸台或凸片由弓形通道的底表面固定，以将过滤器滤芯完全附接到过滤器歧管。

现在参考图31，示出了本发明的过滤器互连件的另一个实施例，其中在该过滤器滤芯和歧管上的多个已编码多磁体之间分别产生剪切力，而不需要旋转该过滤器滤芯来将多磁体移动到对准位置中。类似于图28至图30所示的实施例，过滤器歧管440包括通常由弹簧400(诸如螺旋弹簧)偏压到关闭位置的阻挡机构或位置止动件，用于防止过滤器滤芯的插入。阻挡机构或位置止动件包括第一已编码多磁体460，并且在垂直于过滤器歧管的纵向轴线的轨道410内行进。歧管440包括通道442，当过滤器滤芯411被插入过滤器歧管440内时，该通道442通过接纳设置在过滤器滤芯壳体上的对准肋或凸台412来表示用于过滤器滤芯411的“入口轨道”或对准轨道。当处于第一(偏压)位置时，阻挡机构用于阻挡对准轨道442并防止过滤器滤芯插入。如图31所示，过滤器滤芯壳体上的相邻对准肋412是第二互补已编码多磁体420。

当插入过滤器滤芯时，对准肋412在通道442内沿阻挡机构或位置止动件的方向线性地行进。当过滤器磁体420和歧管磁体460对准并且进入有效工作距离时，结果产生了两个磁体之间的剪切力。多磁体被相应地编码，使得多磁体产生排斥力和吸引力两者，该排斥力和吸引力组合起来使该阻挡机构或位置止动件围绕该过滤器歧管(如图31所示)线性地或径向地移动并且离开该过滤器滤芯对准肋412的路径。然后允许对准肋横越过由阻挡机构或位置止动件空出的空间，从而允许过滤器滤芯插入完全安装锁定位置。

在又一实施例中，磁性剪切力由安装在过滤器滤芯上的第一磁性结构的旋转产生，该第一磁性结构旋转成紧密接近第二磁性结构，该第二磁性结构在歧管上处于固定位置。图32示出了本发明的此特定实施例。图32描绘了使用磁性剪切力来移除否则将禁止完全旋转的块结构的过滤器滤芯和歧管组合的透明透视图。在此实施例中，过滤器滤芯510包括具有固定凸耳或螺纹518的环形轴环522和支撑第一磁性结构的凸片512。滤芯被设计成可插入歧管514内，歧管514具有对互补的第二磁性结构515进行固持的阻挡结构519。歧管514具有水入口端口516a和出口端口516b，该入口端口516a和出口端口516b允许进水被歧管接收，流入过滤器滤芯510中，并且接收来自过滤器滤芯的过滤水。凸耳或螺纹518在旋转时将过滤器滤芯510固定到歧管514。还可以采用锁定机构来进一步固定过滤器滤芯防止其反向旋转。

如图32所示，所示的凸耳或螺纹518从环形轴环522的外壁径向地向外延伸。还可以在环形轴环522的外壁上具有接纳开孔和/或接纳螺纹凹槽，以接纳歧管上的凸耳或螺纹。凸片512被示出为从环形轴环522轴向地向上延伸并且径向地向外延伸至少小于凸耳518的径向延伸部，并且优选地径向地向外延伸不超过环形轴环522的外壁，使得凸片512不干扰过滤器滤芯在接纳歧管内的旋转。凸片512也可以形状配合在环形轴环内或环形轴环的内壁上，并且它不需要从环形轴环轴向地向上延伸。附接的必要条件是定位在过滤器滤芯上的磁体与定位在歧管上的互补磁体之间存在磁性连通。

在此实施例中，过滤器滤芯510旋转到歧管514中。凸耳或螺纹518包括至少一部分向上成角度的区段，当过滤器沿箭头517的方向旋转时，这些区段在旋转时用于升高歧管内的过滤器滤芯。第一磁性结构504由凸片512固定，该凸片从环形轴环522轴向地向上延伸。

在旋转期间，第一磁性结构504紧密接近由歧管514支撑的第二磁性结构515。第二磁性结构515通过对成角度的凸耳或螺纹518的路径进行干涉来阻止过滤器滤芯510的旋转，直到第一磁性结构504移动到紧密接近第二磁性结构515。第二磁性结构515被弹性弹簧516轴向地向下偏压。一旦磁性结构紧密接近，第二磁性结构中的磁体519就经受克服由弹簧516提供的弹性力的磁性剪切力，并且轴向地向上移动，从而为凸耳518清除路径以完成过滤器滤芯510的旋转。

图33描绘了当第一磁性结构504与第二磁性结构515对准时，过滤器滤芯歧管壳体组合的透明透视图。如图所示，第二磁性结构515从其原始位置沿箭头513的方向提升，允许过滤器滤芯沿箭头520的方向进一步旋转运动。

图34A描绘了过滤器滤芯510在歧管壳体514中的最终插入位置的透明透视图。当轴向向上的磁性剪切力使第二磁性结构515向上偏移时，过滤器滤芯510被示出为旋转经过用作阻挡结构的第二磁性结构515，并且允许凸耳518继续旋转而不受抑制。锁定机构可以在旋转时在此旋转点实施，从而防止过滤器滤芯510无意中释放。

图34B描绘了过滤器滤芯510在歧管壳体514中的最终插入位置的透视图，其中歧管514的切除部分示出了内部结构，并且第二磁性结构515的切除部分在其中呈现相关磁体516。

通过产生向上剪切力的两个磁性结构的相互作用移除由第二磁性结构515呈现的物理阻挡。

任一磁性结构的物理移动也可以用于启用开关或阀，或以其它方式接合接合机构，该接合机构能够启动另一功能，诸如允许水流动，激活电子信号等。以这种方式，导致第二磁性结构的轴向向上运动的过滤器滤芯的旋转可以比阻挡机构的简单失效执行得更多。

由图32至图34表示的将过滤器滤芯与配合的过滤器歧管互连的方法可以按以下方式描述：a)将过滤器滤芯插入配合的过滤器歧管的贮槽中，该过滤器滤芯包括：壳体，该壳体具有带有顶表面的本体；以及环形轴环，该环形轴环围绕该壳体本体顶表面周向地定位并且具有外壁，该环形轴环包括从环形轴环外壁径向地向外延伸的固定凸耳或螺纹；以及第一磁性结构，该第一磁性结构定位在环形轴环上或环形轴环内并且具有径向地面向外的表面，该径向地面向外的表面不延伸超过固定凸耳或螺纹的最向外的径向延伸部，其中第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应；b)

将固定凸耳或螺纹与过滤器歧管的对准通道对准；c)使过滤器歧管贮槽内的过滤器滤芯沿第一方向旋转；d)将第一磁性结构的多个磁场发射源与互补或成对的第二磁性结构的多个磁场发射源对准，使得产生磁性剪切力，该互补或成对的第二磁性结构设置在弹性偏压的阻挡机构内，该弹性偏压的阻挡机构至少部分地在过滤器歧管的对准通道内延伸；e)响应于磁性剪切力使阻挡机构沿大致垂直于第一方向的第二方向移位到缩回位置；以及f)使过滤器滤芯沿第一方向旋转，使得固定凸耳或螺纹在移位的阻挡机构下方通过，以将过滤器滤芯完全附接到过滤器歧管。

在另一个实施例中，第一磁性结构和第二磁性结构的相互作用被证明将第二磁性结构阻挡机构径向地移动离开中心轴线，以便允许过滤器滤芯的进一步旋转和/或单独地或组合地启用开关或阀。这种构型被称为旋转剪切块构型。图35描绘了此设计的突出部件(即，过滤器滤芯和歧管)的透视图，它们一起执行用于移除阻挡机构的磁性剪切力。

如图35所示，过滤器滤芯640包括具有入口/出口端口的轴向杆642和从中心轴线646径向地向外定位的第一磁性结构644。如下面进一步讨论的，锁定凸耳648将过滤器滤芯640固定到歧管壳体650。歧管壳体650包括接纳开孔651和接纳弓形狭槽653，以帮助附接过滤器滤芯640。

图36是歧管壳体650的顶部透视图。歧管壳体650配置有用于支撑阀组件(未示出)的轴向杆654。锁定构件保持件或固持器652形成为从轴向杆654径向地向外延伸。在轴向杆654和锁定构件保持件652的径向最里面部分的连接处是开口狭槽658。具有倾斜面的相反的弹性锁定凸片653被配置为以卡扣配合方式接纳锁定构件660，从而将锁定构件660固定在锁定构件保持件652内，同时允许锁定构件660沿径向地向内和向外的方向滑动。

图37描绘了具有位于底表面上的第二磁性结构662的锁定构件660的底部透视图。锁定构件660固定在歧管壳体650上的锁定构件保持件652内。当锁定构件660插入锁定构件保持件652内时，诸如弹簧等弹性构件664向锁定构件660提供径向地向内的力。弹性构件664作用在锁定构件保持件652的径向最外侧或面的向内壁上，使得在没有相反力的情况下，锁定构件660通过弹性构件664被导向狭槽658。

在当前实施例中，弹性构件664由开槽突起666支撑，当锁定构件660放置在锁定构件保持件652内时，开槽突起666从锁定构件660的本体沿径向向外的方向延伸。突起666包括用于接纳和固持弹性构件664的平行开槽开孔668。

在锁定构件端相反的突起666是锁定凸片670。锁定凸片670被设计成当锁定构件660受到弹性构件664的作用时被狭槽658接纳，并且被径向向内地推向轴向杆654。

图38描绘了本发明的阀组件672的一个实施例。阀组件672包括入口端口674a和出口端口674b以及凹口676，该凹口676被配置为允许阀组件672由轴向杆654支撑并且周向地坐落在过滤器滤芯壳体顶表面上。凹口674被设计成放置在锁定保持构件652上。

图39描绘了完全插入歧管壳体650内的过滤器滤芯640的透明透视图。过滤器滤芯640的锁定凸耳648被插入接纳开孔651内。在此位置，第一磁性结构和第二磁性结构对准，从而开始磁性连通。当这种情况发生时，具有第二磁性结构662的锁定构件660受到磁性剪切力的作用，该磁性剪切力使锁定构件660在锁定构件保持件652内径向地向外滑动。此动作克服了弹性构件664的径向地向内的力。

图40描绘了当在如箭头678所指示的径向地向外的方向上受到磁性剪切力作用时锁定构件660构型的透明透视图。锁定凸片670在此过滤器滤芯插入位置从狭槽658中取出。

在锁定构件660径向地向外剪切的情况下，允许过滤器滤芯640如箭头680所示旋转。

图41描绘了插入歧管壳体650内并且围绕歧管壳体650旋转的过滤器滤芯640的透明透视图。当锁定构件660的锁定凸片670从歧管狭槽658移除时，锁定凸耳648能够在滤芯640旋转时旋转通过狭槽653的弓形路径。在完成旋转时，水流过阀组件672到达过滤器滤芯640并从过滤器滤芯640流出。

一种将过滤器滤芯与配合的过滤器歧管互连的方法可以界定如下：a)将过滤器滤芯插入过滤器歧管的贮槽中，该过滤器滤芯包括：具有顶表面的圆柱形壳体；附接凸耳，附接凸耳定位在顶表面上并且从顶表面延伸；以及第一磁性结构，该第一磁性结构定位在顶表面上或与顶表面紧密接近，该第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，场发射源具有与预定空间力函数相关的位置和极性，该预定空间力函数与场发射源的预定对准相对应；b)将第一磁性结构的多个磁场发射源与互补或成对的第二磁性结构的多个磁场发射源对准，使得产生磁性剪切力，该第二磁性结构与锁定构件的底表面成一体或定位在该底表面上，该锁定构件可插入锁定构件保持件或固持器内并且与该锁定构件保持件或固持器滑动连通，该锁定构件保持件或固持器相对于过滤器歧管贮槽的轴向中心径向地向外延伸；c)响应于该磁性剪切力，将锁定构件保持件或固持器内的锁定构件沿第一方向径向地向外移动远离过滤器歧管贮槽轴向中心；以及d)使过滤器滤芯附接凸耳旋转通过过滤器歧管的顶表面的弓形狭槽，以完成过滤器滤芯到过滤器歧管的附接。

磁性剪切力也可以用于过滤器滤芯歧管构型中，以特别地启用或接合阀。图42描绘了过滤器滤芯壳体顶部部分700的等轴截面局部视图，该过滤器滤芯壳体顶部部分700具有第一磁性结构702和插入歧管壳体接纳部分706内的入口/出口端口(这里示出一个这样的端口作为单个圆柱体704)。

歧管壳体接纳部分706包括用于水进入的互补端口708a，该互补端口708a接纳过滤器滤芯的圆柱体704。(在图43中示出了用于出水的互补端口708b。)端口708包括连接到旁通阀712的水流通道710。旁通阀712由弹性弹簧714偏压在打开位置，以允许水流过通道716而不进入(因此，绕过)过滤器滤芯。以这种方式，当过滤器滤芯没有安装在歧管壳体中时，用户仍然能够接近水。

图43描绘了当阀212处于旁通模式时图18的过滤器歧管组合，并且水沿箭头218的方向流过通道216。在此阶段，由剪切磁体固持器220固持的第二磁性结构222不被启用或处于任何磁力下。

图44描绘了图42的过滤器滤芯和歧管组合的截面图，

其中过滤器滤芯被部分地安装，并且第一磁性结构702和第二磁性结构722彼此紧密接近。剪切磁体固持器720开始沿箭头724的方向垂直于插入的过滤器滤芯的轴向方向偏移。剪切磁体固持器720的延伸弓形突出部726以凸轮方式与阀712的暴露端上的倾斜面728接合。当阀712被推靠在弹性弹簧714上时，形成在阀712中的开孔730从通道716移开，因此关闭通道716以防止水流动。

图45描绘了图42的过滤器滤芯和歧管组合的截面图，

其中过滤器滤芯被完全安装并且第一磁性结构702和第二磁性结构722处于完全磁性连通，在该完全磁性连通中，在第一磁性结构与第二磁性结构之间施加了最大剪切力。

水通道716被阀712完全切断，因此引导水通过过滤器滤芯700。剪切磁体固持器720在此时完全移位，从而与阀712的倾斜面728一起执行凸轮作用。

在以上每个实施例中，使两个分离的互补磁性结构彼此紧密接近以感应出磁性剪切力，其中该力垂直于接近的磁性结构的初始方向。以这种方式，可以移动干涉阻挡结构以允许完全互连，并且可以启用阀或开关以执行各种相关的操作功能。

通常，该操作方法提供某些突出的步骤：

a.引入具有第一磁性结构的第一部件，诸如过滤器滤芯，其中该磁性结构包括磁性地打印到第一可磁化材料中的磁源的第一组预定轨道；

b.引入第二部件，诸如接纳歧管，该第二部件被配置为接纳该第一部件，该第二部件具有互补的第二磁性结构，该第二磁性结构包括磁性地打印到第二可磁化材料中的第二组预定义的磁源轨道；

c.通过沿第一方向将第一部件和第二部件移动得更靠近在一起而使第一部件和第二部件彼此紧密接近，使得第一磁性结构和第二磁性结构被放置得紧密接近，从而在垂直于第一方向的第二方向上产生磁性剪切力；

d.利用通过使第一磁性结构和第二磁性结构彼此紧密接近而产生的磁性剪切力来移动阻挡部件和/或启用阀或开关；以及

e.在第一部件从第二部件移除和分离时，使连接方向反转以移除磁性剪切力，从而重新引入阻挡机构，或停用阀或开关。

因此，本发明实现了以下优点中的一个或多个。本发明提供一种用于过滤器滤芯的改进的过滤器互连结构和对应的过滤器歧管，该过滤器歧管利用已编码多磁体来帮助过滤器安装和更换，以及帮助下游系统功能，诸如直接或间接地致动阀，以允许或防止水流动。本发明进一步提供了一种在对应的过滤器歧管中安装过滤器滤芯的改进方法，该方法利用相关磁性来移动阻挡机构或位置止动件，以允许正确地安装过滤器滤芯。通过利用具有特别设计的力曲线的已编码多磁体，本发明进一步可应用于过滤器滤芯认证和防伪的替代方法。

在以上描述的实施例中，当一组“键控”或编码的多磁体对准并进入有效工作距离时，产生磁性剪切力。

在一些情况下，这导致阻挡机构或位置止动件的移动和移除，该阻挡机构或位置止动件通常防止过滤器滤芯固定在歧管贮槽内。

在相关磁体的特征在于密集且可调的磁场的情况下；可以在较短的工作距离处特别地设计具有较高的力的力曲线。在不显著增加磁体的物理尺寸的情况下，常规磁体将不能在如此短的有效工作距离上产生足够的磁性剪切力，这将呈现设计可行性问题。对准多磁体(诸如本发明的那些多磁体)允许吸引力和排斥力在极性转变部处组合以部分地抵消法向力并且在较短的线性偏移距离上产生更强的剪切力。

本发明的另一个优点是，通过利用具有特别设计的磁场的对应的编码或“键控”多磁体，本发明进一步可应用在过滤器滤芯认证和防伪的替代方法中。仅包括“已编码”多磁体(其具有与过滤器歧管中的多磁体的极性轮廓相对应的预先设计或预定的极性轮廓)的过滤器滤芯才能正确地操作，诸如移除阻挡机构以允许安装过滤器滤芯。因此，仅来自制造商或其被许可方的真正替换过滤器滤芯能够被认证。这限制了伪造市场，这对于消费者的安全尤其重要，因为消费者不知道可能购买了劣质过滤器滤芯，将这些劣质过滤器滤芯附接到歧管，而这些过滤器滤芯不能再被固定到歧管贮槽。这种安全机制确保使用有效去除水中污染物或杂质的封闭的过滤介质。

虽然已经结合特定实施例具体描述了本发明，但是显然，根据前面的描述，许多替换、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，预期所附权利要求将包含落入本发明的真实范围和精神内的任何这样的替换、修改和变化。

Claims (16)

1.一种用于接纳配合的过滤器滤芯的过滤器歧管，包括：

入口流体端口和出口流体端口；

贮槽，所述贮槽具有用于接纳所述配合的过滤器滤芯的内腔；

向上延伸的对准通道，所述对准通道邻近所述贮槽内腔；以及弹性偏压的阻挡机构，所述弹性偏压的阻挡机构当处于偏压位置时至少部分地在所述对准通道内延伸，并且所述弹性偏压的阻挡机构包括设置在其中的第一磁性结构，所述第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，所述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与所述场发射源的预定对准相对应，其中所述阻挡机构响应于磁性剪切力能够沿第一方向移动到缩回位置，当所述配合的过滤器滤芯的互补或成对的第二磁性结构在大致垂直于所述第一方向的第二方向上移动并且定位成紧密接近所述第一磁性结构时，产生所述磁性剪切力。

2.一种过滤系统，包括：

过滤器歧管，所述过滤器歧管具有：入口流体端口和出口流体端口；贮槽，所述贮槽具有用于接纳配合的过滤器滤芯的内腔；向上延伸的对准通道，所述对准通道接近所述贮槽内腔；以及弹性偏压的阻挡机构，所述弹性偏压的阻挡机构当处于偏压位置时至少部分地在所述对准通道内延伸，并且所述弹性偏压的阻挡机构包括设置在其中的第一磁性结构，所述阻挡机构响应于磁性剪切力能够沿第一方向移动到缩回位置，当互补或成对的第二磁性结构在大致垂直于所述第一方向的第二方向上移动并且定位成与所述第一磁性结构紧密接近时，产生所述磁性剪切力；并且

所述配合的过滤器滤芯包括：

壳体，所述壳体具有本体、顶表面、轴向长度以及内腔；

入口端口和出口端口，所述入口端口和所述出口端口与所述内腔流体连通；环形轴环，所述环形轴环围绕所述壳体顶表面周向地定位并且具有外壁，所述环形轴环包括：

固定凸耳或螺纹，所述固定凸耳或螺纹从所述环形轴环外壁径向地向外延伸；

并且

所述第二磁性结构定位在所述环形轴环上或所述环形轴环内，并且具有径向地面向外的表面，所述径向地面向外的表面不延伸超过所述环形轴环外壁或至少不超过所述固定凸耳或螺纹的最向外的径向延伸部；

其中，在将所述过滤器滤芯附接到所述过滤器歧管时，所述第一磁性结构和第二磁性结构在所述第二方向上彼此紧密接近地被带到一起，使得产生所述磁性剪切力，所述磁性剪切力使所述阻挡机构在所述第一方向上移动并且允许所述固定凸耳或螺纹在所述第二方向上继续移动以完成所述过滤器滤芯到所述过滤器歧管的附接。

3.根据权利要求2所述的过滤系统，其中，所述第一磁性结构和第二磁性结构各自包括具有多个磁场发射源的磁体，所述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与所述磁场发射源的预定对准相对应。

4.根据权利要求2所述的过滤系统，其中，所述过滤器滤芯由所述过滤器歧管能够旋转地接纳。

5.一种将过滤器滤芯与配合的过滤器歧管互连的方法，包括：

将所述过滤器滤芯插入所述配合的过滤器歧管的贮槽中，所述过滤器滤芯包括：壳体，所述壳体具有带顶表面的本体；以及环形轴环，所述环形轴环围绕所述壳体本体顶表面周向地定位并且具有外壁，所述环形轴环包括固定凸耳或螺纹，所述固定凸耳或螺纹从所述环形轴环外壁径向地向外延伸；以及第一磁性结构，所述第一磁性结构定位在所述环形轴环上或所述环形轴环内并且具有径向地面向外的表面，所述径向地面向外的表面不延伸超过所述固定凸耳或螺纹的最向外的径向延伸部，其中所述第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，所述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与所述场发射源的预定对准相对应；

将所述固定凸耳或螺纹与所述过滤器歧管的对准通道对准；使所述过滤器歧管贮槽内的所述过滤器滤芯沿第一方向旋转；将所述第一磁性结构的多个磁场发射源与互补或成对的第二磁性结构的多个磁场发射源对准，使得产生磁性剪切力，所述互补或成对的第二磁性结构设置在弹性偏压的阻挡机构内，所述弹性偏压的阻挡机构至少部分地在所述过滤器歧管的所述对准通道内延伸；

响应于所述磁性剪切力使所述阻挡机构沿第二方向移位到缩回位置，所述第二方向大致垂直于所述第一方向；以及

使所述过滤器滤芯沿所述第一方向旋转，使得所述固定凸耳或螺纹在所述移位的阻挡机构下方通过，以将所述过滤器滤芯完全附接到所述过滤器歧管。

6.一种用于接纳配合的过滤器滤芯的过滤器歧管，所述过滤器歧管包括：

圆柱形歧管壳体，所述圆柱形歧管壳体包括顶表面以及居中的突起，所述居中的突起从所述顶表面轴向地延伸并且具有狭槽或开孔；

锁定构件保持件或固持器，所述锁定构件保持件或固持器相对于所述轴向居中的突起径向地向外延伸；

锁定构件，所述锁定构件具有底表面和延伸的突起，所述锁定构件能够插入所述锁定构件保持件或固持器内并且与所述锁定构件保持件或固持器滑动连通；以及

第一磁性结构，所述第一磁性结构与所述锁定构件成一体或定位在所述锁定构件的所述底表面上，所述第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，所述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与所述场发射源的预定对准相对应，

其中，在将所述过滤器滤芯附接到所述过滤器歧管时，所述第一磁性结构被带到紧密接近互补或成对的第二磁性结构，使得产生磁性剪切力，所述磁性剪切力使所述锁定构件远离轴向居中的所述突起径向向外移动，并允许所述过滤器滤芯的附接凸耳旋转通过所述过滤器歧管壳体顶表面的弓形狭槽，以完成所述过滤器滤芯到所述过滤器歧管的附接。

7.根据权利要求6所述的过滤器歧管，进一步包括阀组件，所述阀组件具有基部并且由所述轴向居中的突起接纳，所述阀组件进一步包括入口端口和出口端口以及所述基部中的凹口，

其中所述凹口被配置为当所述阀组件位于所述轴向居中的突起上时被放置在所述锁定构件保持件上。

8.根据权利要求6所述的过滤器歧管，其中，所述锁定构件延伸突起能够滑动地插入所述狭槽内。

9.根据权利要求6所述的过滤器歧管，其中，所述锁定构件包括弹性部件，所述弹性部件在与所述延伸突起相反的端部上，以提供抵靠所述锁定构件的弹性力，从而朝所述轴向居中的突起径向地向内推动所述锁定构件。

10.根据权利要求6所述的过滤器歧管，其中，所述弓形狭槽围绕周向彼此相对，每个弓形狭槽在一端具有较大的开口，用于接纳所述配合的过滤器滤芯的附接凸耳。

11.一种过滤系统，包括：

圆柱形过滤器歧管，所述圆柱形过滤器歧管具有：壳体，所述壳体包括顶表面和从所述顶表面轴向地延伸并且具有狭槽或开孔的居中的突起；锁定构件保持件或固持器，所述锁定构件保持件或固持器相对于所述轴向居中的突起径向地向外延伸；锁定构件，所述锁定构件具有底表面和延伸的突起，所述锁定构件能够插入所述锁定构件保持件或固持器内并且与所述锁定构件保持件或固持器滑动连通；以及第一磁性结构，所述第一磁性结构与所述锁定构件成一体或定位在所述锁定构件的所述底表面上，所述第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，所述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与所述场发射源的预定对准相对应；以及

过滤器滤芯，所述过滤器滤芯包括：圆柱形壳体或贮槽，所述圆柱形壳体或贮槽具有内腔、顶表面和中心轴线；轴向居中的杆，所述轴向居中的杆从所述顶表面延伸并且具有与所述内腔流体连通的入口和出口端口；附接凸耳，所述附接凸耳定位在所述顶表面上并且从所述顶表面延伸；以及互补或成对的第二磁性结构，所述互补或成对的第二磁性结构定位在所述顶表面上或与所述顶表面紧密接近，

其中，在将所述过滤器滤芯附接到所述过滤器歧管时，所述第一磁性结构的多个场发射源与所述互补或成对的第二磁性结构的多个磁场发射源对准，使得产生磁性剪切力，所述磁性剪切力使所述锁定构件径向地向外移动远离所述轴向居中的突起，并且允许所述附接凸耳旋转通过所述过滤器歧管壳体顶表面的弓形狭槽，以完成所述过滤器滤芯到所述过滤器歧管的附接。

12.一种将过滤器滤芯与配合的过滤器歧管互连的方法，包括：

将所述过滤器滤芯插入所述过滤器歧管的贮槽中，所述过滤器滤芯包括：圆柱形壳体，所述圆柱形壳体具有顶表面；附接凸耳，所述附接凸耳定位在所述顶表面上并且从所述顶表面延伸；以及第一磁性结构，所述第一磁性结构定位在所述顶表面上或定位成与所述顶表面紧密接近，所述第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，所述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与所述场发射源的预定对准相对应；

将所述第一磁性结构的多个磁场发射源与互补或成对的第二磁性结构的多个磁场发射源对准，使得产生磁性剪切力，所述互补或成对的第二磁性结构与锁定构件的底表面成一体或定位在所述底表面上，所述锁定构件能够插入锁定构件保持件或固持器内并且与所述锁定构件保持件或固持器滑动连通，所述锁定构件保持件或固持器相对于所述过滤器歧管贮槽的轴向中心径向地向外延伸；

响应于所述磁性剪切力使所述锁定构件保持件或固持器内的所述锁定构件沿第一方向径向地向外移动远离所述过滤器歧管贮槽轴向中心；以及

使所述过滤器滤芯附接凸耳旋转通过所述过滤器歧管的顶表面的弓形狭槽，以完成所述过滤器滤芯到所述过滤器歧管的附接。

13.一种用于接纳配合的过滤器滤芯的过滤器歧管，所述过滤器歧管包括：

入口流体端口和出口流体端口；

贮槽，所述贮槽具有中心轴线和用于接纳所述配合的过滤器滤芯的内腔；弓形通道，所述弓形通道邻近所述贮槽内腔；以及

弹性偏压的阻挡机构，所述弹性偏压的阻挡机构当处于偏压位置时至少部分地在所述弓形通道内延伸，并且包括设置在其中的磁性结构，所述磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，所述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与所述场发射源的预定对准相对应，其中所述阻挡机构响应于磁性剪切力能够沿第一方向移动到缩回位置，当所述配合的过滤器滤芯的互补或成对的第二磁性结构沿大致平行于所述第一方向的第二方向移动并且定位成与所述磁性结构紧密接近时，产生所述磁性剪切力。

14.根据权利要求13所述的过滤器歧管，其中所述第一方向大致平行于所述贮槽中心轴线。

15.一种过滤系统，包括：

过滤器歧管，所述过滤器歧管用于接纳配合的过滤器滤芯，所述过滤器歧管包括：入口流体端口和出口流体端口；贮槽，所述贮槽具有中心轴线和用于接纳所述配合的过滤器滤芯的内腔；弓形通道，所述弓形通道邻近所述贮槽内腔；以及弹性偏压的阻挡机构，所述弹性偏压的阻挡机构当处于偏压位置时至少部分地在所述弓形通道内延伸并且包括设置在其中的第一磁性结构，其中所述阻挡机构响应于磁性剪切力能够沿第一方向移动到缩回位置，当所述配合的过滤器滤芯的互补或成对的第二磁性结构沿大致平行于所述第一方向的第二方向移动并且定位成与所述第一磁性结构紧密接近时，产生所述磁性剪切力；以及

所述配合的过滤器滤芯包括：壳体，所述壳体具有本体、轴向长度和内腔；入口端口和出口端口，所述入口端口和所述出口端口与所述内腔流体连通；过滤器凸台或凸耳，所述过滤器凸台或凸耳从所述壳体本体径向地向外延伸；以及第二磁性结构，所述第二磁性结构设置在所述过滤器凸台或凸耳内或连接到所述过滤器凸台或凸耳，所述第二磁性结构具有面向外的表面，其中，在将所述过滤器滤芯附接到所述过滤器歧管时，所述第一磁性结构和所述第二磁性结构在所述第二方向上彼此紧密接近地被带到一起，使得产生所述磁性剪切力，所述磁性剪切力使所述阻挡机构在所述第一方向上移动并且允许所述过滤器滤芯和过滤器凸台或凸耳围绕所述贮槽中心轴线在所述弓形通道内旋转，以完成所述过滤器滤芯与所述过滤器歧管的附接。

16.一种将过滤器滤芯与配合的过滤器歧管互连的方法，包括：

将所述过滤器滤芯插入所述配合的过滤器歧管的贮槽中，所述过滤器滤芯包括：壳体，所述壳体具有本体；过滤器凸台或凸耳，所述过滤器凸台或凸耳从所述壳体本体径向地向外延伸；以及第一磁性结构，所述第一磁性结构设置在所述过滤器凸台或凸耳内或连接到所述过滤器凸台或凸耳，所述第一磁性结构具有面向外的表面并且包括多个场发射源，所述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与所述场发射源的预定对准相对应；

将所述过滤器凸台或凸耳与所述过滤器歧管的弓形通道对准，使得所述第一磁性结构的多个磁场发射源与互补或成对的第二磁性结构的多个磁场发射源对准，使得在所述第一磁性结构与所述第二磁性结构之间产生磁性剪切力，所述第二磁性结构设置在弹性偏压的阻挡机构内，所述弹性偏压的阻挡机构至少部分地在所述过滤器歧管的所述弓形通道内延伸；

响应于所述磁性剪切力使所述阻挡机构沿轴向方向移位到缩回位置，所述轴向方向大致平行于所述过滤器歧管贮槽的中心轴线；以及

使所述过滤器滤芯在所述弓形通道内围绕所述贮槽中心轴线旋转，使得所述过滤器凸台或凸耳由所述弓形通道的底表面固定，以将所述过滤器滤芯完全附接到所述过滤器歧管。