CN115151326A - 用于过滤器的锁定特征件 - Google Patents

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Abstract

一种过滤器元件(200)包括底部开口端(222)，该底部开口端连接到与顶部开口端(220)相对的中心管(206)。底部开口端(222)限定径向外表面(232)和与过滤器元件(200)的中央储器(204)连通的径向内表面(234)。锁定特征件(236)靠近底部开口端(222)设置。该锁定特征件(236)包括入口槽(238)，该入口槽被布置在从该底部开口端(222)轴向延伸的中心管(206)的径向内表面(234)上。

Description

用于过滤器的锁定特征件
技术领域
本发明总体上涉及采用可更换过滤器元件的筒罐式过滤器系统。更具体地，本发明涉及一种过滤器元件，该过滤器元件包括锁定特征件，该锁定特征件用于将该过滤器元件保持在所希望的位置中，同时提供有助于确保脏流体被该过滤器元件的过滤介质过滤的密封件。
背景技术
已知液体过滤系统用于过滤各种流体，例如气体、油、柴油燃料等，以从这些流体中去除污染物。例如，在柴油发动机中，燃料管路过滤器用于从燃料中分离出水和碎屑。这些污染物可积聚在过滤器壳体的下部(也可称为筒罐)。通常，过滤器元件的中心管为过滤介质提供支撑，但并不总是提供所需的位置和保持力。
哈克等人的美国专利申请公开号20060207948公开了一种流体过滤器组件，该流体过滤器组件包括壳体、维护盖、可拆卸地固定到维护盖的中心管、可拆卸地密封并围绕中心管的滤筒，以及密封装置。当流体过滤器组件工作以过滤流体时，密封装置位于中心管和壳体的部分之间，以封闭对通过其中的清洁流体流的排放变化。
在哈克的正常操作期间，流体过滤器组件操作以允许流体通过入口通道流入壳体，通过滤筒、通过中心管中的开口、并通过出口通道流出壳体。用于维修的方法包括从壳体移除维修盖以与维修盖一起从壳体移除中心管，以及打开排放流动通道。接下来，将滤筒从中心管移除，并且将新的滤筒可操作地安装在中心管上。接下来，具有新滤筒的中心管的维护盖可操作地安装在壳体中，以关闭排放流动通道。
在哈克的公开中，过滤方法将待过滤的流体引导到具有可移除且可更换的滤筒的外壳中；然后引导该流体穿过该盒中的过滤介质的管状区域；然后穿过中心管中的流体开口；并进入清洁流体流动通道。示例性方法包括通过将滤筒可拆卸地密封到中心管来防止流体绕过过滤介质。示例性方法还包括通过将中心管可移除地密封到过滤器壳体的其他部分来防止流体流入排放通道。在哈克的公开中描述的利用过滤器组件的系统包括燃料系统、润滑油系统和液压系统。
哈克没有公开中心管上可用于将过滤器元件定位和保持在所需位置同时还提供密封件的特征，该密封件迫使脏流体在离开过滤器元件之前通过过滤器元件的过滤介质。
发明内容
根据本发明的实施例的过滤器元件包括至少部分环形构型并且限定纵向轴线、径向方向和周向方向。该过滤器元件可以包括限定中央通道的环形过滤介质，设置在该环形过滤介质的中央通道中的中心管，该中心管限定中央储器，并且该环形过滤介质围绕该中心管和该中央储器。顶部开口端可连接到沿纵向轴线设置的中心管，该顶部开口端包括允许流体从中央储器流到过滤器元件外部的开口。底部开口端可与沿纵向轴线设置的顶部开口端相对地连接到中心管上，底部开口端限定径向外表面和与中央储器连通的径向内表面。锁定特征件可以被布置成邻近该底部开口端，该锁定特征件包括入口槽，该入口槽被布置在从该底部开口端轴向延伸的该中心管的径向内表面上。
根据本发明的实施例的基座用于与筒罐式过滤器系统和用于将过滤器元件定位和保持在筒罐式过滤器系统中的过滤器元件一起使用。基座可包括限定纵向轴线、径向方向和周向方向的至少部分地环形的主体，并且可包括终止于顶部自由端的顶部环形部分。凸片可以从该顶部环形部分径向地延伸，该凸片包括第一轴向表面、底部周向表面，以及从该底部周向表面延伸的底部斜坡表面。
根据本发明的实施例的筒罐式过滤器系统可包括过滤器元件，该过滤器元件至少部分地包括圆柱形构造并且限定纵向轴线和径向方向。该过滤器元件可以包括限定中央通道的环形过滤介质，设置在该环形过滤介质的中央通道中的中心管，该中心管限定中央储器，并且该环形过滤介质围绕该中心管和该中央储器。顶部开口端可连接到沿纵向轴线设置的中心管上，顶部开口端包括允许流体从中央储器流到过滤器元件外部的开口，底部开口端连接到与沿纵向轴线设置的顶部开口端相对的中心管上。还可以提供包括沿纵向轴线设置的顶部开口端和底部开口端或底部封闭端的筒罐。还可以提供基座，其包括限定纵向轴线、径向方向和周向方向的至少部分地环形的主体。基座还可包括终止于顶部自由端并限定顶部直径的顶部环形部分，限定大于顶部直径的底部直径的底部环形部分，以及从顶部环形部分径向延伸的凸片。该基座可以搁置在该筒罐的底部封闭端上，并且该过滤器密封件可以被布置在该基座的凸片下方并且围绕该底部环形部分，同时接触该筒罐。
附图说明
图1是过滤器组件的前视截面图，该过滤器组件包括过滤器基部、筒罐和过滤器元件，该过滤器元件包括具有根据本发明的实施例的锁定特征件的中心管，以及被构造成与该锁定特征件配合的基座。
图2是类似于图1的过滤器组件的底部部分的前视截面图，其中环形过滤介质被移除，示出了根据本发明的实施例的基座与中心管的锁定特征件的配合。
图3是图2的过滤器组件的透视图，示出了基座如何搁置或从筒罐的底部延伸。
图4是基座的凸片与中心管的锁定特征件配合的放大透视图。
图5示出了与图3的过滤器组件隔离的筒罐和基座。
图6是过滤器密封件的底部定向的透视图，示出了其孔，该孔构造成与基座的圆柱形或圆锥形表面配合。
图7是与图1的过滤器组件隔离示出的中心管的透视图。
图8是在概念上示出如何将诸如结构上类似于图7的中心管的中心管构造成与过滤器组件的顶端处的基部和底端处的基座配合的透视图。
图9是示出与图8的底部部分类似的中心管和基座的锁定槽的配合的放大细节图，除了在图9中的顶部附近示出基座。基座的凸片显示为在组装或锁定操作期间旋转。
图10示出了图9的基座的凸片足够小以落入棘爪槽口中。
图11是示出与图8的顶部部分类似的中心管和基座的锁定槽的配合的放大详细视图。基座的凸片被显示为太大而不能配合到棘爪槽口中。
图12是包含与图9至图10相关联的操作或组装方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其示例在附图中示出。只要可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。在一些情况下，参考数字将在本说明书中指示，并且附图将示出参考数字后面跟着字母，例如100a、100b或诸如100’、100”等的撇号指示符。应当理解，紧跟在参考数字之后的字母或撇号的使用指示这些特征件具有类似的形状并且具有类似的功能，如当几何形状关于对称平面成镜像时通常的情况。为了便于在本说明书中解释，字母或撇号通常不包括在本文中，而是可以在附图中示出，以指示在本书面说明书中讨论的特征件的重复。
首先，现在将描述过滤系统以给予读者用于理解如何使用本发明的各种实施例的适当的上下文。应当理解，该描述是作为示例给出的，而不具有任何限制意义。在此描述的装置或方法的任何实施例可以与任何过滤系统结合使用。
然后，将讨论根据各种实施例的可包括具有锁定特征件的中心管的过滤器元件。该特征件可以位于具有可重复使用的壳体(可以被称为筒罐)的液体过滤器组件的底端，并且其可以将过滤器元件径向地和轴向地定位在筒罐(也可以被称为壳体)中，同时还经由密封件将清洁流体与过滤介质的不同侧上的脏流体分离。在燃料-水分离器中，定位几何形状可构造成通过防止元件延伸到筒罐的底部而形成用于收集水(即，水碗)或碎屑的腔室。
图1示出了根据本发明的各种实施例的可使用过滤器元件200和基座300的筒罐式过滤器系统100。
筒罐式过滤器系统100可包括具有基部102(示出为分成基部适配器102a和过滤器基部102b，但可以是一个整体部件)、筒罐104、基座300和过滤器元件200。筒罐式过滤器系统100可用于过滤流体，例如柴油或汽油或其他液体燃料、润滑油、用于液压动力系统的液压流体、变速器流体，或甚至可能用于发动机的进气空气。筒罐式过滤器系统100还可用作燃料/水分离器过滤器。具有在此描述的特征件的筒罐式过滤器系统100可以由本领域普通技术人员适配成用于许多不同的目的并且适合于许多其他应用。
基部102包括用于流体进入筒罐式过滤器系统100的入口通道106和用于流体从筒罐式过滤器系统100排出的出口通道108。提供夹子110以将筒罐104连接到基部102。可以使用其他连接结构，例如螺纹。
筒罐104包括如图1所示的顶部开口端112和底部开口端114，或者如图2和图3所示的底部封闭端116。
过滤器元件200可以采取许多不同的形式以适合特定的应用。在所示实施例中，过滤器元件200非常适合于过滤燃料或润滑油。过滤器元件200可包括环形过滤介质202，环形过滤介质202周向围绕由中心管206限定的中央储器204。环形过滤介质202的轴向端部显示为由端盖密封。
顶部端盖208可限定过滤器元件200的轴向开口端。顶部端盖208被称为“开口”，因为他包括允许流体通过的开口210。
另一方面，底部端盖212限定过滤器元件200的轴向封闭端。底部端盖212被称为“封闭的”，因为他防止过滤器元件200外部邻近环形过滤介质202的轴向端的任何流体未经过滤地流入中心管206。
顶部端盖208和底部端盖212可各自通过焊接、粘合剂等连接到中心管206。或者，中心管206、顶部端盖208和底部端盖212中的几个或全部可构造为单一部件。相反地，底部端盖212和/或顶部端盖208可以是与中心管206等分开的部件。下面将讨论筒罐式过滤器系统100和过滤器元件200的底部的封闭构造的进一步细节。
在操作中，待过滤的流体从入口通道106进入并流到筒罐104和环形过滤介质202之间的环形腔118。然后流体进入并通过过滤介质202，然后通过图1中所示的穿孔214进入中心管206。
然后，流体通过顶部端盖208和开口210离开中心管206进入出口通道108。在过滤器元件200底部的密封结构有助于限定进入和离开环形过滤介质202的流体通道，防止任何流体直接流到出口通道108并绕过环形过滤介质202。为此，可以提供密封特征件，这将在下面详细讨论。此外，可能希望在过滤器元件的底部和筒罐的底部之间形成腔室(例如，燃料-水分离器中的水碗、排水储器等)。因此，可以提供定位特征件，这将在下面讨论。
现在参见图1至图3，现在将讨论提供锁定和/或定位特征件的根据本发明的不同实施例的筒罐式过滤器系统100。
筒罐式过滤器系统100可以包括过滤器元件200，该过滤器元件至少部分地包括圆柱形构型并且限定纵向轴线216、周向方向217和径向方向218。过滤器元件200可以包括限定中央通道219的环形过滤介质202和设置在环形过滤介质220的中央通道219中的中心管206，该中心管206限定中央储器204。因此，环形过滤介质202围绕中心管206和中央储器204。
如图1所示，过滤器元件200还可包括连接到沿纵向轴线216设置的中心管206的顶部开口端220。顶部开口端220包括开口210，该开口允许流体从中央储器204流到过滤器元件200的外部。
类似地，过滤器元件200可包括与顶部开口端220相对地连接到中心管206的底部开口端222，该底部开口端222也沿纵向轴线216设置。因此，底部开口端222允许基座300的插入。
筒罐式过滤器系统100还可包括筒罐104和基座300，筒罐104包括相对于纵向轴线216的顶部开口端112(见图1)和底部封闭端116(见图2和图3)，基座300搁置在筒罐104的底部封闭端114上。在本发明的其他实施例中，例如在图1中，可能不是这种情况，其中基座300与筒罐104模制成一体。
现在参见图2至图5，基座300可以包括至少部分地环形的主体302(可以是完全环形的、具有从端部到端部延伸的通孔304，如在图5中最佳看到的，或者不是如图1中所示的)，该本体限定纵向轴线306、径向方向308和周向方向310(参见图5，一旦组装后可以与过滤器元件同心)。
关注图5，主体302可包括终止于顶部自由端314(不管其是打开还是闭合)的顶部环形部分312，且还可限定顶部直径316(即，顶部外径)，以及限定大于顶部直径316的底部直径320(即，底部外径)的底部环形部分318。
凸片322可以从顶部环形部分312径向延伸，并且可以提供限定孔口122的过滤器密封件120，该孔口被构造成与基座300的底部环形部分318匹配(也参见图6)。
继续参照图5，基座300可搁置在筒罐104的底部封闭端114上。过滤器密封件120可设置在基座300的凸片322下方并围绕底部环形部分318，同时接触筒罐104。
更具体地，筒罐104包括限定大于基座300的底部直径320的外径126(见图1)的外部环形壁124，构造成支撑基座300的底部环形部分318的支撑壁128，以及将支撑壁128连接到外部环形壁124(见图5)的弓形壁130(其他构造也是可能的)。
如图3所示，过滤器密封件120可接触弓形壁130，形成排水储器132。更具体地，中心管206的底部开口端222可撞击过滤器密封件120，从而在中心管206和过滤器密封件120之间形成流体密封，并且在过滤器密封件120和筒罐104的弓形壁130之间形成另一流体密封。
参见图6，过滤器密封件的外径136与过滤器密封件120的厚度134的比率可以在10.0至30.0的范围内，而外径136与孔直径137的比率可以在1.5至3.0的范围内。除了过滤器密封件的弹性体成分之外，这种几何形状可以提供刚性和柔性之间的适当平衡，以允许中心管和基座连接，同时提供水密密封。例如，可以使用硬度为55至65肖氏A(例如60肖氏A)的聚氨酯材料。
参见图2至图4，中心管206包括锁定槽224，该锁定槽224从中心管206的底部开口端222轴向延伸轴向距离226，然后周向延伸周向距离228。
参照图3和图5，中心管206可限定比设置在内直径230内的基座300的顶部直径316稍大(即0.015英寸至0.030英寸的间隙)的内直径230，并且基座300的凸片322可设置在锁定槽226中，并可构造成引导中心管206的运动。这种布置可以提供定位/对中功能。尽管未示出，但是在一些实施例中，例如当环形过滤介质没有轴向延伸超过锁定槽时，可以在该界面138处提供O形环或其他密封件以防止流体绕过环形过滤介质202。
如图5所示，基座300可包括将顶部环形部分312连接到底部环形部分318的扩口环形部分324(例如，圆锥形、弓形等)。在其他实施例中可以省略该特征件。如图6所示，中心管206的径向内表面234可以具有匹配的形状(例如成角度的或锥形的)，以便于将中心管/过滤器元件安装到基座上。这可以在凸片进入锁定槽时提供引导。
再次参考图5，底部环形部分318可以连接到筒罐104。例如，当筒罐和基座通过热塑性注射模制(例如，使用聚环氧乙烷材料，、尼龙材料等)形成时，基座可以超声焊接到筒罐上、与罐一体模制、卡扣到筒罐上、螺纹连接到筒罐上等。另外，突起可以从筒罐延伸，基座围绕筒罐居中等。其他制造方法是可能的，包括金属板制造等。当使用金属时，基座可以通过焊接、铜焊、螺纹连接等附接到筒罐。
底部环形部分318可以限定至少一个贯通槽326，该贯通槽326径向地并且可能轴向地向下延伸穿过底部环形部分318。这可以允许水或碎屑从中心管206的中央储器204排出到排水储器132(例如，见图3)。
现在，将参照图1至图4和图7讨论可与包括至少部分环形构型(例如，圆锥形、圆柱形、其他回转体等)的过滤器元件一起使用并且可与刚刚描述的筒罐式过滤器系统100一起使用的过滤器元件200。
从图1和图7开始，过滤器元件200可以限定纵向轴线216、径向方向218和周向方向217。此外，过滤器元件200可包括限定中央通道219的环形过滤介质202。
中心管206可以被布置在环形过滤介质202的中央通道219中，该中心通道限定中央储器204。因此，环形过滤介质202围绕中心管206和中央储器204。顶部开口端220可连接到沿纵向轴线216设置的中心管206。顶部开口端220包括开口210，该开口允许流体从中央储器204流到过滤器元件200的外部，反之亦然。
类似地，底部开口端222可以与沿纵向轴线216设置的顶部开口端220轴向相对地连接到中心管206。如图3所示，底部开口端222可限定径向外表面232和与中央储器204连通的径向内表面234。
参见图2至图4，锁定特征件236可以被布置成靠近中心管206的底部开口端222。锁定特征件236可包括设置在中心管206的径向内表面234上的入口槽238，该入口槽238从底部开口端222轴向向上延伸。该入口槽被构造成允许中心管206在组装过程中在本文前面提到的基座300的凸片322上滑动。
如图4中最佳示出的，锁定特征件236可以进一步包括斜坡槽240，该斜坡槽从入口槽238沿预定方向241轴向向上和周向逆时针延伸。斜坡槽240与入口槽238连通，使得当中心管206向下移动时，随着基座300的凸片322在入口槽238中向上移动，凸片322将最终到达斜坡槽240。周向扭转中心管206将导致中心管206向下移动，撞击在过滤器密封件120上(例如参见图3)。在其他实施例中，这种布置可以颠倒，使得斜坡槽轴向向上和周向顺时针延伸。在这种情况下，中心管需要沿相反方向扭转。
继续参照图4，锁定特征件236还可包括从斜坡槽240沿逆时针方向周向延伸的周向锁定槽242。周向锁定槽242与斜坡槽240连通，并终止于止动表面244。因此，当中心管206周向扭曲时，中心管的轴向位置基本上由基座300的凸片322固定。同样，这种布置可以颠倒，使得周向锁定槽沿顺时针方向延伸，使得中心管必须沿相反方向旋转。
中心管206沿逆时针方向的连续扭转将允许凸片322接触或几乎接触止动表面244，此时，由过滤器密封件120施加的向上的力使中心管206略微向上移动，直到凸片322接合从与其连通的周向锁定槽242轴向向下延伸的棘爪槽口246。现在，中心管206被轴向地、径向地和周向地锁定就位，以防止无意的运动。
倾斜表面248可以从棘爪槽口246延伸到止动表面244，与凸片322的形状匹配。因此，倾斜表面248可以平行于斜坡槽240延伸的预定方向241。同样地，止动表面244可轴向延伸以匹配凸片322的形状。
对于这些不同的特征件，其他构造也是可能的。
参见图4和图7，中心管206在底部开口端222处具有颈缩构型，该颈缩构型包括扩大的底部环形部分248、减小的顶部环形部分250，以及在他们之间的过渡环形部分252。入口槽238由扩大的底部环形部分248和过渡环形部分252形成。斜坡槽240由过渡环形部分252和减小的顶部环形部分250形成。周向锁定槽242和棘爪槽口246由减小的顶部环形部分250形成。
同样，在本发明的其他实施例中，这些特征件的其他构造也是可能的。
参见图7，可以看到中心管206(以及因此过滤器元件200)被构造成使得两端被类似地或相同地构造。因此，中心管206可以围绕延伸穿过中心管的轴向中点并垂直于纵向轴线216的轴线旋转180度，并且仍然能够与基座300一起安装。在本发明的其他实施例中可能不是这种情况。在这种情况下，顶部锁定特征件可以或可以不用于将基部附接到中心管上。下面将讨论在筒罐过滤器系统中使用顶部和底部锁定特征件的示例。
入口槽238的顶部部分以及整个斜坡槽240、周向锁定槽242和棘爪槽口246完全径向地延伸穿过中心管206。另一方面，入口槽238的下部不完全径向延伸通过中心管206(由虚线表示)。因此，侧部动作可形成这些特征件的贯通部分，而底部芯可形成入口槽的盲部并接触侧部动作。因此，中心管可以使用热塑性注射模制工艺制造。尼龙、聚氨酯或任何其他合适的材料可用于形成中心管。
可采用用于这些特征件的其他构造来促进其他制造工艺等的使用。
接下来，现在将参照图4和5讨论可与筒罐式过滤器系统100一起使用的基座300，以及用于将过滤器元件200定位和保持在筒罐式过滤器系统100中的过滤器元件200。
基座300可包括限定纵向轴线306、径向方向308和周向方向310的至少部分地环形的主体302。
主体302可包括终止于顶部自由端314的顶部环形部分312，如本文前面所述。凸片322从顶部环形部分312径向延伸。凸片322包括第一轴向表面328、底部周向表面330和从底部周向表面330延伸的底部斜坡表面332。第一轴向表面328被构造成接合入口槽238的表面，底部周向表面330被构造成接合周向锁定槽242的表面，并且底部斜坡表面332被构造成接合中心管206的斜坡槽240的表面，如在此先前所描述的。
此外，凸片322还包括从第一轴向表面328延伸的顶部斜坡表面334，其平行于底部斜坡表面332，用于接合斜坡槽240的另一表面。顶部周向表面336从与周向锁定槽242的另一表面接合的顶部斜坡表面334延伸。第二轴向表面338将底部斜坡表面332连接到顶部周向表面336，并构造成与中心管206的止动表面244接合。
基座300可以与中心管206的底部开口端222形状互补。因此，如图5所示，基座300可具有限定底部直径320的底部环形部分318和限定小于底部直径320的顶部直径316的顶部环形部分312。此外，扩口环形部分324(也可称为漏斗环形部分)将顶部环形部分312连接到底部环形部分318。
基座300还可包括筒罐部分340(例如可连接到筒罐部分340)，并且可包括环形外壁342，环形外壁342限定大于底部环形部分318的底部直径320的外径344，以形成环形腔118(见图1)。如图5中最佳所示，支撑壁346被构造成支撑底部环形部分318，并且漏斗壁348将环形外壁342连接到支撑壁346。
参见图1、图7和图8，可以理解的是，筒罐式过滤器系统100及其中心管206可以被修改成使得中心管206具有用于将基部102和筒罐104两者附接到过滤器元件200上的顶部锁定特征件和底部锁定特征件。如图8所示，可以提供顶部基座300，该顶部基座300与图5的顶部基座相同地构造，除了该顶部基座300已经围绕穿过中心管206的轴向中点并垂直于中心管206的纵向轴线216的轴线旋转了180度，使得顶部基座300可以可操作地与基部102相关联而不是与筒罐104相关联(例如，附接至基部而不是如本文先前所述的罐)。
在图8中，可提供底部基座300’，其包含限定纵向轴线306’、径向方向308’和周向方向310’的至少部分地环形的主体302’，所述纵向轴线306’、径向方向308’和周向方向310’以与顶部基座300的方向相同的方式限定。
底部基座300’可包括顶部环形部分312’，该顶部环形部分312’终止于顶部自由端(未清楚地示出，但理解为类似于先前针对基座300描述的或图1中示出的)，并限定顶部直径(未清楚地示出，但理解为类似于先前针对基座300描述的或图1中示出的)。同样地，底部基座300’还可包括限定大于顶部直径316’的底部直径(未清楚地示出，但理解为类似于先前针对基座300描述的或图1中示出的)的底部环形部分318’。扩口环形部分324’，其将顶部环形部分312’连接到底部环形部分318’。此外，底部凸片322’从顶部环形部分312’径向延伸。
底部环形部分318’可限定至少一个贯通槽(未清楚地示出，但可理解为类似于先前针对基座300描述的贯通槽)，该贯通槽类似于先前在本文中描述的基座300径向且可能轴向向下延伸穿过底部环形部分318’。应了解，在一些实施例中，基座300可替代图8中所示的底部基座300′。
例如在图1、图2和图3中，应理解，筒罐104可包括外环形壁124，外环形壁124限定大于底部基座300’(图8中所示)的底部直径的外径126。支撑壁346将支撑底部基座300’的底部环形部分318’，且弓形壁130将支撑壁346连接到外部环形壁124。
如图2和图3所示，过滤器密封件120将接触弓形壁130，形成排水储器132。此外，改进的中心管206的底部开口端222将撞击在过滤器密封件120上，在中心管206和过滤器密封件120之间密封，并在过滤器密封件120和弓形壁130之间形成另一流体密封。弓形壁可以具有其他形状，例如圆锥形等。在一些实施例中，例如当筒罐具有底部封闭端等时，可以省略过滤器密封件。
再参考图8，中心管206’包括底部锁定槽224’，其从中心管206的底部开口端222’轴向延伸轴向距离226’，然后周向延伸周向距离228’。中心管206’还可以具有顶部锁定槽224”，该顶部锁定槽224”从中心管206’的顶部开口端220’轴向延伸另一个轴向距离226”，并且然后在与底部锁定槽224’相比相反的方向上周向延伸。
此外，中心管206’可限定稍大于设置在中心管206’的内直径内的底部基座300’的顶部直径的内直径(未清楚地示出，但理解为类似于先前针对基座300描述的或图1中示出的)。底部基座300’的底部凸片322’被布置在底部锁定槽224’中并且被构造成用于引导中心管206’的移动。此外，顶部基座300可以限定直径(例如316)，该直径略小于中心管206’的内直径，并且设置在中心管206’的内直径内。顶部基座300的顶部凸片322可以与底部基座300’的底部凸片322’不同地构造，并且顶部凸片322可以被布置在顶部锁定槽224”中以引导基部的移动。
继续参见图8，现在将讨论具有中心管206’的过滤器元件，该中心管206’具有顶部和底部锁定特征件，该中心管206’可以与刚刚描述的过滤器筒罐系统一起使用。应当理解，图8所示的中心管206’被简化以示出同时使用顶部和底部锁定特征件。实际上，中心管206’的中间部分将具有类似于图7所示的穿孔。
如本文前面提到的，中心管206’可具有与顶部开口端220’相对地接合到中心管206’的底部开口端222’，底部开口端222’和顶部开口端220’均沿纵向轴线306’设置。底部开口端222’可限定径向外表面232’和与中央储器连通的径向内表面(图8中未清楚地示出)。
第一锁定特征件236’可设置成靠近底部开口端222’。第一锁定特征件236’可以包括第一入口槽238’，该第一入口槽被布置在从底部开口端222’轴向向上延伸的中心管206’的径向内表面(图8中未清楚地示出)上。第一斜坡槽240’可沿第一预定方向241’从第一入口槽238’轴向向上和周向逆时针延伸，第一斜坡槽240’与第一入口槽238’连通。入口槽可以是轴向锥形的，以在组装过程中提供引入。
类似地，第二锁定特征件236”可设置成靠近顶部开口端220’。第二锁定特征件236”可以包括第二入口槽238”，该第二入口槽被布置在从顶部开口端220’轴向向下延伸的中心管206’的径向内表面(图8中未清楚地示出)上。第二斜坡槽240”可从第二入口槽238”沿第二预定方向241”轴向向下且周向顺时针延伸，第二斜坡槽240”与第二入口槽238″连通。
如图8所示，第一预定方向241’和第二预定方向241”彼此平行。例如，当第一锁定特征件236’与第二锁定特征件236锁定特征件236”相同时，当围绕垂直于纵向轴线306’的轴线旋转180度的量，并且然后与第二锁定特征件236”轴向地且周向地对齐时，这可以是真实的。这可能不是本发明的其他实施例的情况。
第一锁定特征件可以进一步包括从第一斜坡槽240’周向逆时针延伸的第一周向锁定槽242’，第一周向锁定槽242’与第一斜坡槽240’连通并且终止于轴向向上并且周向逆时针延伸的第一倾斜表面254。
类似地，第二锁定特征件236”还可包括从第二斜坡槽240”周向顺时针延伸的第二周向锁定槽242”，第二周向锁定槽242”与第二斜坡槽240”连通，并终止于轴向向下且周向顺时针延伸的第二倾斜表面254’。
对于第一锁定特征件236’，第一棘爪槽口246’可以从与其连通的第一周向锁定槽242’轴向向上延伸。同样地，对于第二锁定特征件236”，第二棘爪槽口246”可以从与其连通的第二周向锁定槽242”轴向向下延伸。
第一棘爪槽口246’可以周向地终止在从第一倾斜表面254轴向向上延伸的第一止动表面244’处，并且第二棘爪槽口246”可以周向地终止在从第二倾斜表面254’轴向向下延伸的第二止动表面244”处。
参见图8，中心管206’在底部开口端222’处具有颈缩构型，该颈缩构型包括扩大的底部环形部分248’、减小的顶部环形部分250’和其间的过渡环形部分252’。入口槽238’由扩大的底部环形部分248’、过渡环形部分252’和减小的顶部环形部分250’形成。第一斜坡槽240’由减小的顶部环形部分250’形成。第一周向锁定槽242’和第一棘爪槽口246’由减小的顶部环形部分250’形成。类似地描述了顶部开口端220’，其关于中心管206’的轴向中平面成镜像。
参见图5和图8，将更详细地讨论可与刚刚描述的过滤器元件一起使用的一对基座300，300’。
这对基座300，300’中的每一个可以包括至少部分地环形的主体300，302’，该本体限定纵向轴线306，306’，径向方向308，308’，以及周向方向310，310’。
每个可以具有终止于顶部自由端314的顶部环形部分312，312，以及从顶部环形部分312，312’径向延伸的凸片322，322’。凸片322，322’可以包括第一轴向表面328，328’，底部周向表面330，330’，以及从底部周向表面330，330’延伸的底部斜坡表面332，332’。如在图8中最佳看到的，一个凸片的表面可以与另一个凸片的对应表面不同地构造(例如具有不同的尺寸)，但不一定如此。
仍参见图5和图8，每个凸片322，322’可以进一步包括从平行于底部斜坡表面332，332’的第一轴向表面328，328’延伸的顶部斜坡表面334，334’，从顶部斜坡表面334，334’延伸的顶部周向表面336，336’，以及将底部斜坡表面332，332’连接到顶部周向表面336，336’的第二轴向表面338，338’。
每个基座300，300’可以进一步包括限定底部直径320的底部环形部分318，318’，并且顶部环形部分312，312’限定小于底部直径320的顶部直径316。扩口环形部分324，324’可将顶部环形部分312，312’连接到底部环形部分320，320’。
一个凸片的所有这些不同表面可以与另一个凸片的对应表面不同地构造。因此，该对基座中的每一个的凸片可以被不同地构造。
如图8所示，可在中心管206’的两端使用多个锁定特征件和凸片，但不一定如此。
在图8的实施例的安装过程中，基部和/或顶部基座首先连接到过滤器元件的中心管。由于其尺寸，顶部凸片被防止进入上部棘爪槽口。然后，由于底部凸片小于顶部凸片，所以基部和过滤器元件被连接到底部基座，直到底部凸片被安置在下部棘爪槽口中。
接下来，将参照图9至图11讨论与本文前面所述的过滤系统类似的过滤系统一起使用的界面。
界面400可以包括过滤器元件200，该过滤器元件200被构造成与在此先前描述的过滤器元件相同或相似。过滤器元件200可包括限定第一锁定槽404的第一开口端402和限定第二锁定槽408的第二开口端406。可以提供包括设置在第一锁定槽404中的第一凸片412的第一基座410。类似地，可以提供包括设置在第二锁定槽408中的第二凸片416的第二基座414。第二凸片416可以与第一凸片412不同地构造。任一个凸片可具有任何合适的构型，包括矩形、正方形、椭圆形、圆形、四边形等。
在一些实施例中，当第一锁定槽的几何形状围绕垂直于过滤器元件200的纵向轴线216的轴线旋转180度的量并且然后将第一锁定槽404与第二锁定槽408轴向地、周向地并且径向地对准时，第一锁定槽404可以与第二锁定槽408相同地构造。在本发明的其他实施例中可能不是这种情况。
如图9和图10所示，第一锁定槽404可包括第一棘爪槽口418，该第一棘爪槽口418限定从过滤器元件200的第一开口端402轴向最远的末端420，并且第一凸片412可构造成轴向移入和移出第一棘爪槽口418。
如图11中最佳示出的，第二锁定槽408可以包括第二棘爪槽口422，该第二棘爪槽口限定从过滤器元件200的第二开口端406轴向最远的末端420’，并且第二凸片416可以被构造成防止移入和移出第二棘爪槽口422。
为此，图10和图11示出了第一凸片412包括限定第一底部周向表面宽度426的第一底部周向表面424，并且第二凸片416包括限定大于第一底部周向表面宽度424的第二底部周向表面宽度430的第二底部周向表面428。这些结构的不同以及由轴向喉部表面432和倾斜喉部表面434形成的棘爪槽口入口的颈缩喉部允许第一凸片进入棘爪槽口，而不允许第二凸片进入。
而且，第一凸片412包括第一斜坡表面436和第二斜坡表面438，他们相互平行并限定垂直于第一斜坡表面436测量的第一斜坡宽度440。同样，第二凸片416限定彼此平行的第三斜坡表面442和第四斜坡表面444，并且限定垂直于第三斜坡表面442和第四斜坡表面444测量的第二斜坡宽度446。第二斜坡宽度446可以大于第一斜坡宽度440，从而阻止其进入棘爪槽口。
因此，第一凸片412可以被构造成轴向地(进入第一锁定槽404的入口部分中)、对角地(沿着第一锁定槽404的斜坡部分)、圆周地(在第一锁定槽404的周向部分中)并且轴向地进入第一棘爪槽口418中，而第二凸片416被构造成以与第一凸片类似的方式轴向地、对角地并且圆周地移动。除了第二凸片416在进入第二棘爪槽口422之前到达第二锁定槽408中的止动件448(见图11)之外。这可能不是本发明的其他实施例的情况。
在本发明的其他实施例中，前述特征件中的任一个可以在构造上变化为不同的。特别地，锁定槽可以遵循任何期望的路径，并且可以具有形成锁定槽的不同构造的壁，而凸片可以具有任何合适的构造，包括圆形、多边形等。
工业实用性
在实践中，根据在此公开的任何实施例的过滤器元件、基座、或筒罐式过滤器系统可以在OEM(原始设备制造商)或售后市场背景下获得或提供。前面讨论的各种特征件可用于适当地定向、定位和锁定筒罐式过滤器系统的各种部件就位。
中心管和基座可以由任何合适的材料制成，包括塑料、金属等。可能希望选择与被过滤的流体化学相容的材料。
在先前的设计中，可能存在与过滤器元件到壳体(筒罐)的附接相关的问题。通常，将过滤器元件连接到壳体上，在密封件上保持适当的力，以及将过滤器元件对准到壳体上可能是困难的。
本发明的不同实施例允许一种新开发的方法来将该过滤器元件安装到该壳体上。过滤器安装有助于确保过滤器元件在壳体内的正确对准以及保持密封件上的向下力。此外，过滤器元件的新设计包括中心管中的槽，其将允许过滤器壳体基座上的凸片接合。当过滤器旋转时，他将提供过滤器元件与壳体的锁定和所需的力，以帮助确保密封件与壳体基部的正确接合，用于分离纯净水和不纯净水等。此外，可以改变槽和基座凸片(在数量、位置、构造等方面)，以避免使用错误的过滤器，从而损坏机器部件。
更具体地，下基座的凸片接合中心管的相应锁定槽，当过滤器在安装时旋转到壳体中时，提供向下的力以推动底部密封件就位。而且，顶部密封件的位置也设置成使得他将适当地密封。
可以设想，本发明的其他实施例可以不同地工作或构造，从而不会获得刚刚描述的所有益处。
在一些实施例中，过滤器元件/中心管可以位于壳体底部处的凸片的顶部上。在这种情况下，可以在顶端提供适当的密封，但是使用者可能必须提供克服底部密封的力，等等。
在本发明的其他实施例中，进一步预期的是，包括凸片的基座的特征件可以与包括锁定特征件/槽等的中心管/过滤器元件的特征件进行交换。
鉴于上述内容，可以采用如图12所示的根据本申请的实施例的筒罐式过滤器系统的组装方法。
方法500可以包括将第一过滤器部件插入到第二过滤器部件中(步骤502)，并且继续插入直到第一过滤器部件或第二过滤器部件的第一凸片接触第一过滤器部件和第二过滤器部件中的另一个(步骤504)。例如，过滤器元件可以插入过滤器基部或筒罐(壳体)等中，直到过滤器元件接触过滤器基部或筒罐的凸片(或反之亦然)。
在具体实施例中，第一过滤器部件或第二过滤器部件的第一凸片滑入第一过滤器部件或第二过滤器部件中的另一个的第一槽中(步骤506)。
有时，第一凸片在第一槽中向上滑动，直到第一凸片到达第一槽的斜坡部分(步骤508，例如参见图2至图4、图8)。
然后，可以旋转第一过滤器部件或第二过滤器部件，使得第一凸片沿着第一槽的斜坡部分滑动，直到第一凸片到达第一槽的周向部分，使得第一过滤器部件或第二过滤器部件接触密封件(步骤510，例如参见图2至图4)。
接下来，可以旋转第一过滤器部件或第二过滤器部件(或两者)直到第一凸片到达止动件或棘爪槽口(步骤512，例如参见图4、图10和图12)。
在一些实施例中，第一凸片在棘爪槽口中向上或向下滑动(步骤514，例如参见图4、图8和图10)。
在又进一步的实施例中，方法500可以进一步包括将该第一过滤器部件或该第二过滤器部件附接至第三过滤器部件上，从而提供密封(步骤516，例如参见图1，该步骤指示该筒罐和该过滤器元件可以附接至该基部上以产生一个或多个密封)。
方法500还可以包括将第三过滤器部件的第二凸片插入到第一过滤器部件或第二过滤器部件的第二槽中，直到第二凸片到达第二槽的斜坡部分(步骤518，例如参见图1、图8至图11)。
在这种情况下，方法500可以进一步包括旋转该第一过滤器部件或该第二过滤器部件直到该第二凸片沿着该第二槽的斜坡部分滑动，到达该第二槽的周向部分，并且继续直到该第二凸片到达第二止动件或第二棘爪槽口(步骤520)。
如果到达第二棘爪槽口，则第二凸片可在第二棘爪槽口中向上或向下滑动(步骤522)。
对于本发明的一些实施例，一旦如图1中最佳示出的那样组装，就可以形成底部密封件140、内部顶部密封件142和外部顶部密封件144，以帮助防止任何流体泄漏。
应当理解，前面的描述提供了所公开的组件和技术的示例。然而，可以设想，本发明的其他实现方式可以在细节上不同于前述示例。对本发明或其示例的所有引用旨在引用在该点处讨论的特定示例，并且不旨在更一般地暗示对本发明的范围的任何限制。关于某些特征件的区别和贬低的所有语言都旨在表明对这些特征件缺乏偏好，但除非另外指明，否则并不完全将其从本发明的范围中排除。
除非本文中另有说明，否则本文中数值范围的叙述仅旨在用作单独提及涵盖在该范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独值并入说明书中，如同其在本文中单独叙述一样。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对这里所讨论的装置和组装方法的实施例进行各种修改和变化。考虑到本文公开的各种实施方案的说明书和实践，本发明的其他实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。例如，一些设备的构造和功能可以与本文描述的不同，并且任何方法的某些步骤可以被省略，以与具体提到的顺序不同的顺序执行，或者在一些情况下同时或以子步骤执行。此外，可对各种实施例的某些方面或特征作出变化或修改以产生其他实施例，且各种实施例的特征和方面可添加到其他实施例的其他特征或方面或替代其他实施例的其他特征或方面，以便提供其他实施例。
因此，本发明包括适用法律所允许的所附权利要求中所述主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则上述要素在其所有可能变化中的任何组合都被本发明涵盖。

Claims (10)

1.一种过滤器元件(200)，所述过滤器元件包括至少部分环形构型并且限定纵向轴线(216)、径向方向(218)，以及周向方向(217)，所述过滤器元件(200)包括：
限定中央通道(219)的环形过滤介质(202)；
中心管(206)，所述中心管被布置在所述环形过滤介质(202)的所述中央通道(319)中，所述中央通道限定中央储器(204)，并且所述环形过滤介质(202)围绕所述中心管(206)和所述中央储器(204)；
顶部开口端(220)，所述顶部开口端被连接到沿着所述纵向轴线(216)布置的所述中心管(206)上，所述顶部开口端(220)包括开口(210)，所述开口允许流体从所述中央储器(204)流动到所述过滤器元件(200)的外部；
底部开口端(222)，所述底部开口端与所述顶部开口端(220)相对地接合到所述中心管(206)上，所述顶部开口端沿所述纵向轴线(216)布置，所述底部开口端(222)限定径向外表面(232)和与所述中央储器(204)连通的径向内表面(234)；以及
锁定特征件(236)，所述锁定特征件被布置成邻近所述底部开口端(222)，所述锁定特征件(236)包括入口槽(238)，所述入口槽被布置在所述中心管(206)的从所述底部开口端(222)轴向延伸的所述径向内表面(234)上。
2.根据权利要求1所述的过滤器元件(200)，其中所述锁定特征件(236)还包括斜坡槽(240)，所述斜坡槽从所述入口槽(238)沿预定方向(241)轴向向上并且周向逆时针延伸，所述斜坡槽(240)与所述入口槽(238)连通。
3.根据权利要求2所述的过滤器元件(200)，其中所述锁定特征件(236)还包括从所述斜坡槽(240)周向逆时针延伸的周向锁定槽(242)，所述周向锁定槽(242)与所述斜坡槽(240)连通并终止于止动表面(244)。
4.根据权利要求3所述的过滤器元件(200)，其中所述锁定特征件(236)还包括从与其连通的所述周向锁定槽(242)轴向向下延伸的棘爪槽口(266)。
5.根据权利要求4所述的过滤器元件(200)，其中所述锁定特征件(236)还包括从所述棘爪槽口(266)延伸到所述止动表面(244)的倾斜表面(248)，所述倾斜表面(248)平行于所述斜坡槽(240)延伸的所述预定方向(241)，并且所述止动表面(244)轴向延伸。
6.一种与筒罐式过滤器系统(100)一起使用的基座(300)以及用于将所述过滤器元件(200)定位并保持在所述筒罐式过滤器系统(100)中的过滤器元件(200)，所述基座(300)包括：
至少部分地环形的主体(302)，所述至少部分地环形的主体限定纵向轴线(306)、径向方向(308)，以及周向方向(310)，并且包括
终止于顶部自由端(314)的顶部环形部分(312)；以及
凸片(322)，所述凸片从所述顶部环形部分(312)径向地延伸，所述凸片(322)包括第一轴向表面(328)、底部周向表面(330)，以及从所述底部周向表面(330)延伸的底部斜坡表面(332)。
7.根据权利要求6所述的基座(300)，其中所述凸片(322)还包括从平行于所述底部斜坡表面(332)的所述第一轴向表面(328)延伸的顶部斜坡表面(334)，从所述顶部斜坡表面(334)延伸的顶部周向表面(336)，以及将所述底部斜坡表面(332)连接到所述顶部周向表面(336)的第二轴向表面(338)。
8.根据权利要求6所述的基座(300)，还包括限定底部直径(320)的底部环形部分(318)，并且其中所述顶部环形部分(312)限定小于所述底部直径(320)的顶部直径(316)。
9.根据权利要求8所述的基座(300)，还包括将所述顶部环形部分(312)连接到所述底部环形部分(318)的扩口环形部分(324)。
10.根据权利要求9所述的基座(300)，还包括筒罐部分(340)，所述筒罐部分包括限定大于所述底部环形部分(318)的所述底部直径(320)的外径(344)的环形外壁(342)，经构造以支撑所述底部环形部分(318)的支撑壁(346)，以及将所述环形外壁(342)连接到所述支撑壁(346)的漏斗壁(348)。
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