CN117482603A - 利用由编码多磁体生成的磁剪切力的过滤器互连 - Google Patents

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Abstract

一种过滤系统互连结构，其具有彼此磁性连通的过滤器歧管和滤筒，使得当滤筒插入歧管贮槽内时，歧管中的闩锁机构和闩锁阻挡结构将滤筒与歧管贮槽固定。磁性连通形成在两个互补的编码磁体之间，当彼此紧密靠近时能够产生磁剪切力。磁剪切力消除了闩锁阻挡结构对闩锁的干扰，从而允许闩锁固定滤筒。过滤器磁体极性转换与歧管磁体极性转换对准，使得当滤筒插入歧管贮槽壳体内时，在磁体之间生成剪切力，从而允许抵抗偏置力致动闩锁阻挡机构，从而径向向内移动，抵抗单独的偏置力。

Description

利用由编码多磁体生成的磁剪切力的过滤器互连
技术领域
本发明总体上涉及在滤筒与其对应的歧管之间的互连方案。本发明利用包含编码多磁体的相关磁设计，更具体地，磁吸引、排斥或其组合，以生成剪切力。在滤筒插入配套的过滤器歧管时引入磁力，以帮助互连，在特定情况下，将滤筒闩锁在歧管内，在互连时启动或停用闩锁机构、开关或阀，或相对于其它部件接合或脱离接合机构。
背景技术
在2010年9月21日授予斯达瑞吉研究有限公司(Cedar Ridge Research LLC)的题为《场发射系统与方法(FIELD EMISSION SYSTEM AND METHOD)》(“'471专利”)的美国专利第7,800,471号中介绍了相关磁体设计。该专利描述了具有电场或磁场源的场发射结构。磁场或电场源的大小、极性和位置经配置以具有符合预定代码的所需相关特性。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、分离距离和唯一的空间力函数。
在2010年10月19日授予斯达瑞吉研究有限公司的题为《与第一部件和第二部件之间的精密附接有关的设备和方法(APPARATUS AND METHODS RELATING TO PRECISIONATTACHMENTS BETWEEN FIRST AND SECOND COMPONENTS》(与'471专利相关的专利)”的美国专利第7,817,006号中，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，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(磁阵列)，其位置和极性与对应于场发射结构的预定对准的预定空间力函数相关。当第一场发射结构在第二场发射结构附近时，这些部件适于彼此附接。
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，从而产生峰值空间吸引力，而未对准将导致各种磁场发射源基本上相互抵消。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源的极性，而不需要保持机构来防止磁力“翻转”磁体。作为这种磁作用的说明性示例，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，其包括多个场发射源1006。第二部件包括第二场发射结构1014，其包括多个场发射源1016。当第一场发射结构1004在第二场发射结构1014附近时，即，它们相对于彼此处于预定的对准状态，第一部件和第二部件适于彼此附接。
第一场发射结构1004可经配置以与第二场发射结构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未对准时，第一部件1002可以从第二部件1012释放。
通常，两个或更多个场发射结构倾向于对准的精度随着每个场发射结构中不同场发射源的数量N的增加而增加，包括对于给定的表面积A。换言之，可以通过增加形成两个场发射结构的场发射源的数量N来提高对准精度。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来提高对准精度。
在2011年2月22日授予斯达瑞吉研究有限公司的题为《相关磁联接装置和使用相关联接装置的方法(CORRELATED MAGNETIC COUPLING DEVICE AND METHOD FOR USING THECORRELATED COUPLING DEVICE)》的美国专利第7,893,803号中，教导了一种使用上述相关磁体附接方案的压缩气体系统部件联接装置。
图2中示出了这种联接装置的说明性示例，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。这两种磁场发射结构通常都是平面的，并符合相同的编码，但彼此互为镜像。连接器部件1202、1204的可操作联接和密封是以足够的力来实现的，以便于它们之间的基本上气密的密封。
通过分离附接的第一场发射结构1218和第二场发射结构1222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未对准。
当常规磁体紧密靠近时，它们根据其相邻面的极性在它们之间产生力，这个力通常垂直于磁体的面。如果常规磁体偏移，则也会有朝向对准位置的剪切力，该剪切力通常比保持力小。然而，多极(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换时结合在一起以部分地抵消法向力，同时建立了更强的剪切力。
图3A和3B描绘了这些力的简化图示，其中箭头表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不会产生显著的剪切力。这些力主要垂直于磁体面，如图3A所示。如图3B的交替多极磁体设计所示，极性转换处的吸引力和排斥力的结合减少了保持力，并产生了剪切力。
在2012年10月2日授予相关磁学研究有限公司(Correlated Magnets ResearchLLC)的题为《用于分离相关磁性结构的系统(system for detachment of correlatedmagnetic 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(在本文中表示为图4)中示出了说明性示例，其描绘了用于旨在产生两个磁性结构4402a、4402b的理想运动行为的多磁体的互补代码4502a、4502b。
为了实现所需的运动和剪切力要求，设计了互补码4502a、4502b，其包括用于实现理想运动行为的第一部分4504a、4504b和用于根据需要增加剪切力以满足所需剪切力要求的第二部分4506a、4506b。然后使用这两个代码对磁性结构对进行磁编程。
现有技术的过滤器互连存在许多技术障碍，特别是在安装方面，以及在过滤介质已达到其使用寿命时滤筒的拆卸和更换方面。此类技术障碍包括提供有效的闩锁和解锁机构，以在安装之后将手动插入的滤筒保持在配套的歧管中，同时包括诸如开关致动的阀机构之类的机构，以在拆卸滤筒进行更换时防止水流。其它技术障碍包括采用有效的认证和/或防伪手段，以确保只能安装指定的滤筒。
因此，需要一种改进的过滤器互连，其克服了这些技术障碍，而不会大幅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用于滤筒和对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的许多技术障碍。它利用两个相关磁体(编码多磁体)彼此相对放置生成的剪切力，启动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，所要求保护的本发明的一个目的是在第一方面提供一种用于过滤系统的滤筒，该滤筒包括：壳体，该壳体具有主体、顶表面、底表面、轴向长度和内腔；与内腔流体连通的入口端口和出口端口；从壳体主体径向地向外延伸的突起，该突起附接到该壳体主体或与该壳体主体成一体并且邻近底表面；以及磁性结构，其位于壳体主体上或壳体主体内并具有径向地面向外的表面；其中磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，这些场发射源的位置和极性与对应于这些磁场发射源的预定对准的预定空间力函数相关。
在第二方面，所要求保护的本发明涉及一种经配置以容纳滤筒的过滤器歧管，该过滤器歧管包括：入口和出口流体端口；贮槽，该贮槽具有用于容纳配套滤筒的内腔；以及闩锁壳体，其包括闩锁和闩锁阻挡机构或保持器，其中闩锁阻挡机构包括位于其中的磁性结构和阻挡臂，磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，这些场发射源的位置和极性与对应于这些场发射源的预定对准的预定空间力函数相关，闩锁阻挡机构在第一方向上可移动地响应于当互补或成对的第二磁性结构在大致平行于第一方向的方向上移动时以及在定位成紧邻磁性结构时生成的磁剪切力；该闩锁具有允许闩锁在第一弹性偏置机构的作用下径向地向内枢转的枢转轴线；该闩锁阻挡机构与该闩锁可滑动地连通并在向闩锁阻挡机构或保持器施加力的第二弹性偏置机构的作用下朝向该闩锁偏置，第二弹性偏置机构力大致平行于贮槽中心轴线，使得除非受到磁剪切力的作用，否则闩锁阻挡机构会阻挡闩锁径向地向内枢转。
在第三方面，所要求保护的本发明涉及一种经配置以容纳滤筒的过滤器歧管，该过滤器歧管包括：入口和出口流体端口；贮槽，该贮槽具有用于容纳配套滤筒的内腔；以及闩锁壳体，该闩锁壳体包括相对于该贮槽的中心轴线在径向方向上可移动的闩锁以及在大致垂直于径向方向的方向上可移动的闩锁阻挡机构或保持器，其中闩锁阻挡机构包括位于其中的第一磁性结构，第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，这些场发射源的位置和极性与对应于这些场发射源的预定对准的预定空间力函数相关，闩锁阻挡机构在第一方向上可移动地响应于当互补或成对的第二磁性结构在大致垂直于第一方向的方向上移动时并且在定位成紧邻第一磁性结构时生成的磁剪切力；闩锁在第一弹性偏置机构的作用下可径向向内移动；闩锁阻挡机构与闩锁可滑动地连通并且在向闩锁阻挡机构或保持器施加力的第二弹性偏置机构的作用下可朝向闩锁移动，第二弹性偏置机构力大致垂直于贮槽中心轴线，使得除非受到剪切磁力的作用，否则闩锁阻挡机构会阻挡闩锁径向地向内移动。
在第四方面，所要求保护的本发明涉及一种经配置以容纳滤筒的过滤器歧管，该过滤器歧管包括：入口和出口流体端口；贮槽，该贮槽具有用于容纳配套滤筒的内腔；以及闩锁壳体，该闩锁壳体包括闩锁和闩锁阻挡机构或保持器，其中闩锁阻挡机构包括位于其中的第一磁性结构和阻挡臂，第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，这些场发射源的位置和极性与对应于这些场发射源的预定对准的预定空间力函数相关，闩锁阻挡机构在第一方向上可移动地响应于当互补或成对的第二磁性结构在大致平行于第一方向的方向上移动时并且在定位成紧邻第一磁性结构时生成的磁剪切力；闩锁在第一弹性偏置机构的作用下可径向向内平移；该闩锁阻挡机构与该闩锁可滑动地连通并且在向闩锁阻挡机构或保持器施加力的第二弹性偏置机构的作用下朝向该闩锁偏置，第二弹性偏置机构力大致平行于贮槽中心轴线，使得除非受到磁剪切力的作用，否则闩锁阻挡机构会阻挡闩锁径向地向内平移。
附图说明
在所附权利要求书中对认为是新颖的本发明的特征和本发明的要素特征进行了具体阐述。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，其中：
图1描绘了现有技术的设备，其具有彼此磁性附接的两个部件。
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3A和3B描绘了用于旨在产生两个磁性结构的理想运动行为的现有技术的多磁体的示例性互补码。
图4描绘了用于旨在产生两个磁性结构的理想运动行为的多磁体的互补码的示例；
图5描绘了多磁体力与横向位移的曲线图，其中正保持力表示吸引力，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-磁体间隙所示的根据磁体对的相对旋转取向的相关磁体的变化磁力(例如，90度间隔的排斥-吸引-排斥-吸引)；
图7描绘了本发明的垂直侧闩锁实施例，其中具有尚未安装的滤筒的过滤器/歧管组件被插入歧管贮槽中；
图8描绘了在插入滤筒期间图7的过滤器组件的分解图；
图9描绘了图7的过滤器/歧管组件在滤筒完全安装在歧管贮槽内，并且入口/出口端口完全接合的横截面图；
图10描绘了用于图9所示的完全插入连接配置的滤筒/歧管组件的闩锁端的局部横截面图；
图11描绘了当用户开始致动释放杆时图7的滤筒/歧管组件处于部分释放模式的配置；
图12描绘了图11的部分抽出配置的局部横截面图；
图13至15描绘了垂直侧闩锁配置的局部透视图；
图13示出了处于其原始位置的闩锁保持器。
图14描绘了当滤筒壳体中的磁体与闩锁保持器对准使得闩锁保持器和机械阻挡臂纵向向下移动时的垂直侧闩锁配置的局部透视图；
图15描绘了当磁体彼此生成剪切力，将机械阻挡臂从保持闩锁中移除，并且允许闩锁沿箭头40的方向径向向内旋转或枢转时的垂直侧闩锁配置的局部透视图；
图16描绘了用于利用相关的编码磁剪切力将滤筒固定到歧管的水平侧闩锁配置的局部横截面图；
图17描绘了图16的水平轨道侧闩锁配置的局部透视图，其中磁性保持器被示为处于原始位置，从而防止闩锁径向向内移动；
图18描绘了水平轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，示出了当安装滤筒(未示出)时对准的编码磁体；
图19描绘了图18的水平轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，其中这些编码磁体对准并且磁体保持器在磁剪切力的作用下移位到一侧；
图20描绘了图18的水平轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，示出了当磁体保持器在磁剪切力下移动时，闩锁在偏置弹性力下移动，并且闩锁能够延伸并向前移动以固定滤筒(未示出)；
图21描绘了在释放阶段期间水平轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，其中用户抵抗偏置弹性力将闩锁推回，使闩锁臂径向向外移动，从而允许磁体保持器在其自身的弹性偏置力下返回到其初始位置，阻止闩锁臂径向向内延伸；
图22描绘了利用相关的编码磁剪切力将滤筒固定到歧管的垂直轨道侧闩锁配置的局部横截面图
图23描绘了图22的垂直轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图；
图24描绘了垂直轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，示出了这些编码磁体在安装滤筒时开始对准；
图25描绘了图24的垂直轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，示出了当磁体保持器在磁剪切力下移动时，闩锁在弹性偏置力(例如弹簧)下开始径向向内移动，并且闩锁能够固定滤筒；
图26描绘了在释放阶段期间的垂直轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，其中用户抵抗偏置弹性力将闩锁推回，使闩锁臂径向向外移动，从而允许磁体保持器在其自身的弹性偏置力下返回到其初始位置，阻止闩锁臂径向向内延伸；
图27描绘了示例性过滤器互连的横截面图，该过滤器互连利用编码多磁体来间接地致动阀以允许水流动，并且更具体地，编码多磁体生成足够的剪切力以在这些多磁体处于所需的对准和接近度时间接地致动阀；
图28描绘了示例性过滤器互连的侧视平面图，该过滤器互连利用编码多磁体来移动阻挡机构或位置止动件以允许在配套歧管中进行适当的滤筒安装，并且更具体地，编码多磁体生成足够的剪切力以在这些多磁体处于所需的对准和接近度时移动阻挡机构或位置止动件；
图29描绘了图28的过滤器互连的顶部横截面图；
图30A至30F描绘了图28和29的滤筒被插入其配套歧管中，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滤筒的正确安装；
图31描绘了过滤器互连的另一实施例的透视图，该过滤器互连利用编码多磁体以生成足够的剪切力来移动阻挡机构或位置止动件，以允许在这些多磁体处于所需的对准和接近度时将滤筒正确地安装在配套歧管中；
图32描绘了使用磁剪切力来移除否则将禁止完全旋转的块结构的滤筒-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的滤筒-歧管壳体组合的透明透视图；
图34A描绘了图32的实施例的滤筒在歧管壳体中的最终插入位置的透明透视图；
图34B描绘了滤筒在歧管壳体中的最终插入位置的透视图，其中歧管的切口部分示出了内部结构，并且第二磁性结构的切口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，描绘了滤筒和歧管，它们一起执行用于移除阻挡机构的磁剪切力；
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的歧管壳体内的滤筒的透明透视图；
图40描绘了当在径向向外的方向上受到磁剪切力作用时图35的实施例的锁定构件配置的透明透视图；
图41描绘了图35的实施例的插入歧管壳体内并绕歧管壳体旋转的滤筒的透明透视图；
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容纳部分内的滤筒壳体顶部部分的等距横截面局部视图；
图43描绘了当阀处于旁通模式，并且水流过远离滤筒的水通道，而不是流向滤筒时图42的过滤器-歧管组合；
图44描绘了图42的滤筒-歧管组合的横截面图，其中滤筒被部分地安装，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的滤筒-歧管组合的横截面图，其中滤筒被完全安装，并且第一磁性结构和第二磁性结构处于完全磁性连通，其中在它们之间施加最大剪切力。
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45，其中相同的标号表示本发明的相同特征。
本文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”、“水平的”、“垂直的”、“向上的”、“向下的”、“顺时针的”、“逆时针的”等词语仅描述附图中所示的配置。实际上，所引用的部件可以被定向在任何方向上，因此，除非另有说明，否则术语应当被理解为包括此类变化。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。
另外，在本说明书中，词语“示例性”用于表示用作示例、实例或说明。本文中描述为“示例性”的任何方面或设计未必旨在解释为比其它方面或设计优选或有利。相反，词语“示例性”的使用仅旨在以具体方式呈现概念。
相关磁体含有交替磁极的区域。这些交替磁极的模式可以集中和/或形成磁场以使配套磁铁对具有独特的属性。本发明利用具有“高自相关和低互相关”的相关磁体设计，这是相关磁体的特性，只有在与特定的互补磁体配对时才能达到峰值功效(磁体吸引或排斥)。在2012年11月20日授予相关磁体研究有限公司(Correlated Magnets Research LLC)的题为《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谐的磁场，允许在更短的工作距离下具有更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规定的相关性。随着磁体的相对位置发生变化，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保持力(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，当它们相对接近对准时，它们具有强的力，但在其它地方的力较弱。这使得系统的设计在很大程度上可以忽略磁力，直到磁体从其对准位置具有相对较低的偏移。这些特征提供了更好的工作范围，减少了未对准的可能性，并改善了用户体验。
对准多磁体可以设计成具有根据相对横向偏移的不同磁力，如图5的曲线图所示，其中正保持力表示吸引力，而正剪切力表示朝向对准位置的力。
另外，相关磁体可以设计成具有不同的磁力，其取决于磁体对磁体间隙为0.5mm的磁体对的相对旋转取向(例如，90度间隔的排斥-吸引-排斥-吸引)，如图6的曲线图所示。
该设计的组成部分是一组匹配的“键控”相关磁体，分别设置在滤筒壳体和歧管中/上，它们通过非电动和非接触式致动提供初始驱动以接合功能。如本文进一步讨论的，本发明的实施例图示了允许将滤筒固定到歧管的闩锁机构的致动，并且可以进一步包括当将滤筒固定到歧管时用于水流的阀的致动，或者在互连时其它机构的接合；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滤筒/歧管应用中实现磁剪切力机构的示例，并且不排除将滤筒固定到歧管的其它磁剪切力应用。
本发明采用利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，将具有相关磁体的滤筒插入具有互补相关磁体的容纳歧管内。在互连过程中的某一点，无论是在滤筒插入过程中还是在歧管内旋转过程中，生成磁剪切力，该磁剪切力导致具有附连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。其次，通过旋转或插入滤筒而引入的磁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滤筒固定到歧管，从而禁止过滤器脱离直到释放机构展开。
如上所述，磁剪切力由一对互补的相关磁体生成，并施加到过滤器互连系统，这允许对关键部件和系统功能的定时、附接和致动进行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取向的一对磁体(优选地为相关磁体)来实现，其中第一磁体设置在滤筒上，而互补磁体位于设计成将过滤器固定就位的歧管上。本领域技术人员应当理解，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，或者可替换地，可以包括布置成产生具有所需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，物理地分离两个磁体，使得它们不能具有物理接触表面，但是当处于所需的操作接近度时，它们仍然可以彼此磁连通。
在本文描述的实施例中，当一组正确的“键控”或“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生成剪切力。设置在滤筒上的磁体是固定；然而，由于作用在歧管的可移动机械部件上的剪切力，允许对应的歧管磁体相对于滤筒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/或致动通常偏置到关闭位置的阀(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，闩锁机构和相关磁偶的力曲线设计成使得仅一组对应的“键控”或“编码”磁体将提供足够的磁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，当这组“键控”或“编码”磁体对准并进入有效工作距离时生成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致动将不会固定滤筒，并且将允许滤筒在进水的压力下从歧管中移出。在安装期间，滤筒可以由滤筒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置在打开位置，以允许容易地插入滤筒，但可围绕过滤器歧管线性或径向平移，以允许一旦完全插入滤筒，闩锁机构移动并将滤筒保持或固定在歧管内，从而对作用在滤筒上的抽出力(水压)提供反作用力。
对应的多磁体设置在滤筒(过滤器磁体)上，使得当滤筒插入歧管容纳腔中时，键控或编码的多磁体在接近时对准(同相生成剪切力)，从而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，使闩锁机构放置在将滤筒锁定在适当位置的位置，从而将滤筒固定到歧管。
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编码的多磁体来生成磁剪切力，这些实施例仅仅是用于将编码的多磁体结合到用于滤筒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替代地通过编码为磁吸引或磁排斥的多磁体来实现。
垂直侧闩锁
利用磁剪切力的一个实施例引入垂直侧闩锁以将滤筒固定到歧管贮槽。图7描绘了过滤器/歧管组件10，其中滤筒12尚未完全安装，但沿箭头22所示的方向插入到贮槽20中，箭头22定义为过滤器组件的纵向或轴向方向，如纵向轴线30所示。
在图7中，入口端口14/出口端口16尚未与容纳歧管端口25、27接合，并且尚未致动用于流体流动的旁通阀(未示出)。闩锁壳体29容纳闩锁18和可滑动的闩锁保持器24。闩锁18由闩锁保持器24的机械阻挡臂24a保持就位。闩锁保持器24包括附接到其上或嵌入其中的编码磁体26。可滑动的闩锁保持器24设计成在纵向轴线30的方向上相对于歧管贮槽20移动。在非过滤位置中，当滤筒未插入或部分地插入贮槽内时(如图7中所示)，闩锁保持器24的机械阻挡臂24a位于歧管中距离入口歧管端口25/出口歧管端口27最远的位置，靠近贮槽开口。在这个位置，机械阻挡臂24a邻接并保持闩锁18不朝向滤筒12和歧管贮槽20的中心径向向内进行任何运动或枢转。
图8描述了图7的过滤器组件10的分解图。滤筒12沿箭头方向并平行于纵向轴线30插入歧管贮槽20内。固定到滤筒12的外表面上或嵌入其中的编码磁体28位于滤筒上，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上的编码磁体26(未示出)。在插入滤筒之前，闩锁18保持由机械阻挡臂24a保持，以防止朝向滤筒12径向向内枢转。
图9描绘了图7的过滤器/歧管组件10在滤筒12完全安装在贮槽20内时的横截面图。入口/出口端口完全接合。滤筒12的编码磁体28足够靠近歧管编码磁体26，以便彼此磁连通。这种紧密接近在两个磁体之间建立了磁剪切力，该磁剪切力迫使闩锁保持器24中的编码磁体26，并且因此迫使闩锁保持器本身沿箭头22的方向朝着入口端口25/出口27移动。
这个动作将机械阻挡臂24a移离闩锁18，这允许闩锁18朝向滤筒12径向向内枢转。图10描述了用于图9所示的完全插入连接配置的滤筒/歧管组件10的闩锁端的局部横截面图。
滤筒12包括朝向闩锁壳体29径向向外延伸的唇缘或突起32。在将滤筒12插入贮槽壳体20时，机械阻挡臂24a将在磁剪切力的作用下在滤筒移除的插入方向和纵向箭头上横向移动。如图10所示，一旦闩锁18脱离了机械阻挡臂24a，闩锁18将沿箭头33的方向朝向滤筒12径向向内枢转。闩锁18在诸如由弹簧或其它弹性结构提供的偏置弹性力的作用下移动。
闩锁18包括凹口或底座18a，其移动到适当位置以固定突起32并防止滤筒12离开贮槽20。凹口或底座18a保持与突起32接触并阻止滤筒的抽出运动。
为了从贮槽20中释放滤筒12，必须将闩锁18从固定滤筒上移除。这通过手动致动的释放杆或按钮34来实现。图11描绘了当用户开始致动释放杆34时，滤筒/歧管组件10处于部分释放模式的配置。
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径向向外枢转，从而将凹口或底座18a从与突起32的相互作用中移除。当滤筒12从贮槽20中移除时，闩锁保持器24在诸如由弹簧提供的弹性偏置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的部分抽出配置的局部横截面图。闩锁18被示出为处于其滤筒解锁位置，通过用户对释放杆34的压缩而由释放杆臂34a部分地中断和推动。当释放杆34围绕轴线36枢转时，闩锁18远离滤筒12径向向外移动，这又使机械阻挡臂24a朝向闩锁18向上移动，以阻挡闩锁18在其偏置力下径向向内枢转。然后可以从贮槽20中移除滤筒12。
一种如图7至12描绘的互连滤筒和配套过滤器歧管的方法包括以下步骤：a)将滤筒插入配套过滤器歧管的贮槽中，滤筒包括壳体，该壳体具有主体、底表面、从壳体主体径向地向外延伸的突起，该突起附接到壳体主体或与壳体主体成一体并且邻近底表面，以及位于壳体主体上或壳体主体内并且具有径向地面向外的表面的第一磁性结构，第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，这些场发射源的位置和极性与对应于这些场发射源的预定对准的预定空间力函数相关；b)在第一方向上移动过滤器歧管贮槽内的滤筒；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保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，使得生成磁剪切力，闩锁阻挡机构与具有枢转轴线的闩锁可滑动地连通，枢转轴线允许闩锁在第一弹性偏置机构的作用下径向向内枢转，并且闩锁阻挡机构在向闩锁阻挡机构或保持器施加力的第二弹性偏置机构的作用下朝向闩锁偏置，第二弹性偏置机构力大致平行于贮槽中心轴线；d)响应于磁剪切力远离闩锁移动闩锁阻挡机构；以及e)使闩锁径向向内枢转以接触滤筒突起，从而将滤筒固定到歧管。
图13至15描绘了垂直侧闩锁配置的局部透视图。图13示出了处于其原始位置的闩锁保持器24。如果在闩锁保持器24和闩锁18之间没有磁性相互作用，则闩锁18保持不移动，并且由于没有闩锁将滤筒保持在贮槽内，因此无法将滤筒锁定就位。
图14描绘了当滤筒壳体中的磁体与闩锁保持器对准使得闩锁保持器24和机械阻挡臂24a在箭头38的方向上纵向向下移动时的垂直侧闩锁配置的局部透视图。在滤筒插入贮槽内时会发生这种情况；然而，为了说明的目的，滤筒在图13至15中未示出。
图15描绘了当磁体彼此生成剪切力，将机械阻挡臂24a从保持闩锁18上移除，并允许闩锁18沿箭头40的方向朝向贮槽的中心径向向内旋转或枢转，从而固定滤筒时的垂直侧闩锁配置的局部透视图。
水平轨道侧闩锁
图16描绘了用于利用相关的编码磁剪切力将滤筒固定到歧管的水平侧闩锁配置的局部横截面图。在该实施例中，当滤筒112被插入贮槽120中时，磁性保持器124被示为处于原始位置；然而，滤筒112没有完全插入，并且此时歧管编码磁体126和滤筒编码磁体128之间没有磁连通。滤筒编码磁体128容纳在滤筒壳体内或附接到滤筒壳体本身，而歧管编码磁体126可以固定在闩锁保持器124中或设计成使得其本身用作闩锁保持器。
图17描绘了图16的水平轨道侧闩锁配置的局部透视图，其中磁性保持器124被示为处于原始位置，从而防止闩锁118径向向内移动。闩锁壳体129将闩锁118保持在贮槽120附近。
图18描绘了水平轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，示出了安装滤筒(未示出)时编码磁体126、128对准。这种对准使得磁体保持器124在箭头140的方向上向侧面剪切。磁体保持器124的“垂直”运动(平行于中心纵向轴线130)允许闩锁118沿箭头133的方向径向向内运动，这又使闩锁臂118a朝向滤筒112延伸。闩锁臂118a位于滤筒突起或棘爪132附近，防止滤筒112移除，将滤筒固定就位。
图19描绘了图18的水平轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，其中这些编码磁体对准并且磁体保持器124在磁剪切力作用下在箭头141的方向上垂直于中心轴线130移位到一侧。在该接合点处，在弹性力作用下在径向向内的方向上偏置的闩锁118穿过孔或狭槽124b朝向将放置滤筒(未示出)的贮槽内侧延伸。
图20描绘了图19的水平轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，示出了当磁体保持器124在磁剪切力作用下移动时，闩锁118在偏置弹性力作用下移动，并且闩锁能够延伸并向前移动以固定滤筒(未示出)。
图21描绘了在释放阶段期间水平轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，其中用户在箭头135的方向上克服偏置弹性力向后推动闩锁118，径向向外移动闩锁臂118a，从而允许磁体保持器124在其自身弹性偏置力作用下沿箭头143的方向返回到其初始位置，阻挡闩锁臂118a径向向内延伸。以这种方式，允许偏置的磁体保持器移动以牵制闩锁臂118a，否则闩锁臂118a将径向向内延伸。
应当注意，闩锁118可以具有闩锁臂118a，闩锁臂118a'包括预定的几何形状，诸如具有圆形、正方形、矩形、卵形、椭圆形或其它横截面形状的突出段，并且容纳滤筒棘爪132可以包括互补形状的容纳孔。
一种如图16至21中描绘的互连滤筒和配套过滤器歧管的方法可以包括以下方法步骤：a)将滤筒插入配套过滤器歧管的贮槽中，该滤筒包括壳体，该壳体具有主体、底表面、从壳体主体径向地向外延伸的突起，该突起附接到壳体主体或与壳体主体成一体并且邻近该底表面，以及位于壳体主体上或壳体主体内并且具有径向地面向外的表面的第一磁性结构，第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，这些场发射源的位置和极性与对应于这些场发射源的预定对准的预定空间力函数相关；b)在第一方向上移动过滤器歧管贮槽内的滤筒；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保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，使得生成磁剪切力，闩锁阻挡机构与闩锁可滑动地连通，闩锁可在第一弹性偏置机构的作用下相对于贮槽的中心轴线在径向方向上平移，并且闩锁阻挡机构在向闩锁阻挡机构或保持器施加力的第二弹性偏置机构的作用下朝向闩锁偏置，第二弹性偏置机构力大致垂直于贮槽中心轴线；d)响应于磁剪切力在大致垂直于径向方向的方向上远离闩锁移动闩锁阻挡机构；以及e)使闩锁径向向内平移以接触滤筒突起，从而将滤筒固定到歧管。
垂直轨道侧闩锁
图22描绘了利用相关的编码磁剪切力将滤筒固定到歧管的垂直轨道侧闩锁配置的局部横截面图。在该实施例中，当滤筒212被插入贮槽220中时，磁性保持器224被示为处于原始位置；然而，滤筒212没有完全插入，并且此时歧管编码磁体226和滤筒编码磁体228之间没有磁连通。与前述实施例不同，垂直轨道侧闩锁配置呈现磁剪切力，该磁剪切力使闩锁保持器224在平行于中心轴线230的垂直纵向方向上移动。滤筒编码磁体228容纳在滤筒壳体内或附接到滤筒壳体，而歧管编码磁体226固定在闩锁保持器224中或单独用作闩锁保持器，然后闩锁保持器容纳在闩锁壳体229中。如果在滤筒上没有磁铁，则闩锁保持器224将不会从其初始原始位置移动，并且因此将阻止闩锁218朝向贮槽中心轴线径向向内移动。以这种方式，无磁体滤筒不能固定到贮槽上，并且很可能在施加的水压下退出。
图23描绘了图22的垂直轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，示出了处于原始位置的闩锁保持器224。在这个位置，闩锁保持器臂或突起224a阻止闩锁218朝向滤筒(未示出)径向向内移动。
图24描绘了垂直轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，示出了编码磁体226、228在安装滤筒212时开始对准。这种对准使得磁体保持器224沿箭头240的纵向或垂直方向向下剪切。磁体保持器224的“垂直”运动(平行于中心纵向轴线230)允许闩锁218沿箭头233的方向径向向内运动，这又使闩锁臂218a朝向滤筒212延伸。闩锁臂218a位于滤筒突起或棘爪232附近或其内，防止滤筒212移除，将滤筒固定就位。
图25描绘了图24的垂直轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，示出了当磁体保持器224在磁剪切力下移动时，闩锁218在弹性偏置力(例如弹簧)下开始径向向内移动，并且闩锁218能够固定滤筒(未示出)。
图26描绘了在释放阶段期间的垂直轨道侧闩锁配置的局部透视横截面图，其中用户抵抗偏置弹性力在箭头235的方向上向后推动闩锁218，径向地向外移动闩锁臂218a，从而允许磁体保持器224在其自身弹性偏置力下在箭头243的方向上返回到其初始位置，阻止闩锁臂218a径向地向内延伸。以这种方式，允许弹性偏置的磁体保持器移动以牵制闩锁臂218a，否则闩锁臂218a将径向向内延伸。
一种如图22至26中描绘的互连滤筒和配套过滤器歧管的方法可以包括以下方法步骤：a)将滤筒插入配套过滤器歧管的贮槽中，该滤筒包括壳体，该壳体具有主体、底表面、从壳体主体径向地向外延伸的突起，该突起附接到壳体主体或与壳体主体成一体并且邻近底表面，以及位于壳体主体上或壳体主体内并且具有径向地面向外的表面的第一磁性结构，第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，这些场发射源的位置和极性与对应于这些场发射源的预定对准的预定空间力函数相关；b)在第一方向上移动过滤器歧管贮槽内的滤筒；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保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，使得生成磁剪切力，闩锁阻挡机构在第一弹性偏置机构下与可径向向内平移的闩锁可滑动地连通，并且闩锁阻挡机构在向闩锁阻挡机构或保持器施加力的第二弹性偏置机构下朝向闩锁偏置，第二弹性偏置机构力大致平行于贮槽中心轴线；d)响应于磁剪切力在大致平行于第一方向的方向上远离闩锁移动闩锁阻挡机构；以及e)使闩锁径向向内平移以接触滤筒突起，从而将滤筒固定到歧管。
在每个上述实施例中，配套多磁体被编码成使得吸引力和排斥力在极性转换时结合在一起以部分地抵消法向力并根据理想的运动行为产生剪切力。通常，与磁源对处于吸引状态相比，更多的相对磁源对处于排斥状态。当滤筒向对准位置移动时，存在轻微的不平衡，其中吸引力可能导致例如闩锁保持器拉向滤筒，而排斥力导致闩锁保持器从滤筒推开。当滤筒到达对准位置并且编码多磁体处于工作位置附近时，排斥力增加而吸引力减小，直到互补磁源在第二位置处实现对准和完全排斥，从而生成足够的剪切力以在所需方向上移动闩锁保持器。
阀致动
图27描绘了利用本发明的编码多磁体来致动诸如提升阀的阀的示例性过滤器互连。在该实施例中，配套多磁体被编码以生成足够的剪切力，从而当多磁体处于所需的对准和接近时间接地致动过滤器歧管中的阀。另一种传统的可更换滤筒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内的是包括配套歧管磁体360的梭件350。阀370通常由弹簧(未示出)偏置在关闭位置，以防止水在歧管中流动。滤筒310最初可插入过滤器歧管中的贮槽壳体内，进入安装解锁位置，其中O形环被密封，但下游阀未打开，水不允许流动。
配套多磁体320、360被编码为使得吸引力和排斥力在极性转换时结合在一起以部分地抵消法向力并根据所需的运动行为产生剪切力。如图27所示，当滤筒310完全插入贮槽壳体内时，多磁体处于所需的对准和接近位置，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在一起，这使得梭件350根据所需的运动行为朝向第二位置移动。当过滤器头移向对准位置时，存在轻微的不平衡，其中吸引力使梭件拉向过滤器头，而排斥力使梭件推离对准位置，这有利于剪切。当过滤器头到达对准位置并且编码多磁体处于工作位置附近时，排斥力增加而吸引力减小，直到互补磁源在第二位置处实现对准和完全排斥，从而生成足够的剪切力以在箭头380的方向上移动梭件并且克服弹簧力以打开阀370。
插入时垂直剪切力，以垂直移动阻挡机构
现在参考图28至30，示出了利用编码多磁体的过滤器互连的另一实施例。在该实施例中，当一组“键控”多磁体对准并进入有效工作距离时生成的剪切力导致阻挡机构或位置止动件的移动和移除，这通常会阻止滤筒附接到配套歧管。
歧管340'包括第一通道或对准槽342，当滤筒310'插入过滤器歧管中时，第一通道或对准槽342通过容纳过滤器凸台或凸缘312表示滤筒310'的“入口轨道”或对准轨道。设置在过滤器凸台或凸缘312内的是第一编码多磁体320'。当插入滤筒时，凸台或凸缘312在弧形通道342内线性地行进到其端部。弧形通道342靠近贮槽内腔。如图28中最佳示出的，歧管340'包括在磁体壳体或梭件350'内的对应的“键控”多磁体360'，并且当凸台或凸缘312位于弧形通道342的端部时定位成与过滤器磁体320'对准。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滑动。当过滤器磁体320'和歧管磁体360'对准并进入有效工作距离时，结果是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，这些排斥力和吸引力结合起来导致梭件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缘312的旋转路径。在滤筒旋转时，凸缘312由弧形通道344的下表面固定。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)偏置在向下位置。在至少一个实施例中，当处于向下偏置的位置时，梭件350'可以部分地凹陷在过滤器歧管壳体内，使得梭件350'不能被手动地向上推入通道44中以允许插入假冒的或非正品的替换滤筒。
图30A至30F描绘了使用图28中所示的过滤器互连来安装滤筒的示例性方法。当滤筒310'插入歧管340'中时，具有编码多磁体320'的过滤器凸台或凸缘312容纳在第一通道342中(图30A至30B)。过滤器凸台或凸缘312在对准通道342内线性行进到其端部，在该点处磁体320'定位成与歧管磁体360'对准(图30C)。配套多磁体320'、360'被编码为使得吸引力和排斥力在极性转换处结合在一起以部分地抵消法向力并且根据所需的运动行为产生剪切力。如图30D至30E所示，当滤筒310'完全插入贮槽壳体内时，多磁体处于所需的对准和接近位置，使得多磁体产生排斥力和吸引力，这些排斥力和吸引力组合起来导致梭件350'根据所需的运动行为在第二位置移动离开凸缘312，例如向上(如图30D至30F所示)进入歧管第二通道344并离开过滤器凸台或凸缘312的旋转路径。
当过滤器凸台或凸缘312到达对准位置并且编码多磁体320'、360'处于工作位置附近时，排斥力增大而吸引力减小，直到互补磁源在第二位置处实现对准和完全排斥，从而在箭头390的方向上移动歧管磁体壳体并且克服通常将梭件偏置在向下位置的弹簧力(图30D至30E)。在歧管磁体梭件移开的情况下，允许滤筒310'旋转到安装锁定位置，使得凸台或凸缘312旋转到由歧管磁体梭件350'腾出的凹部中(图30F)。在实施例中，滤筒310'从第一位置旋转约60度进入安装锁定位置，如图29所示。
由于相关磁体的特征在于密集且可调谐的磁场，因此可以在较短的工作距离下专门设计具有较高力的力曲线，诸如图28至30中所示的那些。在不显著增加磁体的物理尺寸的情况下，常规磁体将无法在如此短的有效工作距离上产生足够的磁剪切力，这将呈现设计可行性问题。对准多磁体，诸如本发明的那些，允许吸引力和排斥力在极性转换处结合在一起以部分地抵消法向力并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，通过利用具有专门设计的磁场的对应编码或“键控”多磁体，本发明可以进一步应用于滤筒认证和防伪的替代方法。只有包括具有与过滤器歧管中的多磁体的极性分布相对应的预先设计或预定的极性分布的“编码”多磁体的滤筒才能正确地操作，诸如移除阻挡机构以允许滤筒的安装。因此，只有来自制造商或其被许可方的原装替换滤筒才能通过认证。这限制了造假市场，这对于消费者的安全而言尤其重要，因为他们认为购买非正品替换滤筒可以省钱，这种滤筒在机械上可以连接到配套歧管，但可能没有封闭过滤介质，无法像正品替换部件的过滤介质那样有效去除水中的污染物或杂质。
一种如图28至30描绘的互连滤筒和配套过滤器歧管的方法描述如下：a)将滤筒插入配套过滤器歧管的贮槽中，该滤筒包括壳体，该壳体具有主体、从壳体主体径向地向外延伸的过滤器凸台或凸缘，以及设置在过滤器凸台或凸缘之内或连接到过滤器凸台或凸缘的第一磁性结构，第一磁性结构具有面向外的表面并且包括多个场发射源，这些场发射源的位置和极性与对应于这些场发射源的预定对准的预定空间力函数相关；b)将过滤器凸台或凸缘与过滤器歧管的弧形通道对准，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，第二磁性结构设置在弹性偏置的阻挡机构内，该阻挡机构至少部分地在过滤器歧管的弧形通道内延伸，使得在它们之间生成磁剪切力；c)响应于磁剪切力使阻挡机构在轴向方向上移位到缩回位置，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)使滤筒在弧形通道内围绕贮槽中心轴线旋转，使得过滤器凸台或凸缘由弧形通道的底表面固定，以完成滤筒到过滤器歧管的附接。
现在参考图31，示出了本发明的过滤器互连的另一实施例，其中分别在滤筒和歧管上的编码多磁体之间生成剪切力，而无需旋转滤筒来将这些多磁体移动到对准位置。类似于图28至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)偏置到关闭位置的阻挡机构或位置止动件，用于防止滤筒的插入。阻挡机构或位置止动件包括第一编码多磁体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，当滤筒411插入到过滤器歧管440内时，通道442通过容纳设置在滤筒壳体上的对准肋或凸台412来表示滤筒411的“入口轨道”或对准轨道。当处于第一(偏置)位置时，阻挡机构用于阻挡对准轨道442并防止滤筒的插入。如图31所示，滤筒壳体上的相邻对准肋412是第二互补编码多磁体420。
当插入滤筒时，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行进。当过滤器磁体420和歧管磁体460对准并进入有效工作距离时，结果是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，这些排斥力和吸引力结合起来导致阻挡机构或位置止动件围绕过滤器歧管(如图31所示)线性地或径向地移动并离开滤筒对准肋412的路径。然后允许对准肋横穿由阻挡机构或位置止动件腾出的空间，从而允许滤筒插入到完全安装锁定位置。
在又一实施例中，磁剪切力由安装在滤筒上的第一磁性结构的旋转生成，第一磁性结构旋转到紧邻位于歧管上的固定位置的第二磁性结构。图32示出了本发明的这个特定实施例。图32描绘了使用磁剪切力来移除否则将阻止完全旋转的块结构的滤筒-歧管组合的透明透视图。在该实施例中，滤筒510包括具有固定凸缘或螺纹518的环形轴环522和支撑第一磁性结构的凸片512。滤筒被设计成可插入歧管514内，歧管514具有保持互补的第二磁性结构515的阻挡结构519。歧管514具有入口端口516a和出口端口516b，它们允许进水被歧管接收，流入滤筒510，并接收来自滤筒的过滤水。凸缘或螺纹518在旋转时将滤筒510固定到歧管514。还可以采用锁定机构来进一步固定滤筒防止其反向旋转。
如图32所示，所示的凸缘或螺纹518从环形轴环522的外壁径向向外延伸。还可以在环形轴环522的外壁上具有容纳孔和/或容纳螺纹槽，以容纳歧管上的凸缘或螺纹。凸片512被示为从环形轴环522轴向向上延伸并且径向向外延伸至少小于凸缘518的径向延伸，并且优选地径向向外延伸不超过环形轴环522的外壁，使得凸片512不干扰滤筒在容纳歧管内的旋转。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向上延伸。连接的必要条件是位于滤筒上的磁体和位于歧管上的互补磁体之间存在磁连通。
在该实施例中，滤筒510旋转到歧管514中。凸缘或螺纹518包括至少一部分向上成角度的段，当过滤器沿箭头517的方向旋转时，该段在旋转时用于升高歧管内的滤筒。第一磁性结构504由凸片512固定，凸片512从环形轴环522轴向向上延伸。
在旋转期间，第一磁性结构504紧密靠近由歧管514支撑的第二磁性结构515。第二磁性结构515通过干扰成角度的凸缘或螺纹518的路径来阻止滤筒510的旋转，直到第一磁性结构504移动到紧密靠近第二磁性结构515。第二磁性结构515通过弹性弹簧516轴向向下偏置。一旦磁性结构紧密靠近，第二磁性结构中的磁体519就会受到克服由弹簧516提供的弹性力的磁剪切力，并且轴向向上移动，从而为凸缘518腾出路径以完成滤筒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对准时滤筒-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，从而允许滤筒沿箭头520的方向进一步旋转运动。
图34A描绘了滤筒510在歧管壳体514中的最终插入位置的透明透视图。当轴向向上的磁剪切力迫使第二磁性结构515向上移动并且允许凸缘518不受限制地继续旋转时，滤筒510被示为旋转经过用作阻挡结构的第二磁性结构515。在旋转的这一点上可以实施锁定机制，从而防止滤筒510意外释放。
图34B描绘了滤筒510在歧管壳体514中的最终插入位置的透视图，其中歧管514的切口部分示出了内部结构，并且第二磁性结构515的切口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用于启动开关或阀，或以其它方式接合接合机构，其能够启动另一功能，诸如允许水流动、启动电子信号等。以这种方式，导致第二磁性结构的轴向向上移动的滤筒的旋转可能不仅仅是简单地破坏阻挡机构。
一种如图32至34描绘的互连滤筒和配套过滤器歧管的方法可以以下方式描述：a)将滤筒插入配套过滤器歧管的贮槽中，该滤筒包括壳体，该壳体具有带有顶表面的主体，以及围绕壳体主体顶表面周向地定位并且具有外壁的环形轴环，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缘或螺纹，以及第一磁性结构，第一磁性结构位于环形轴环上或环形轴环内并且具有径向向外的表面，该表面延伸不超过固定凸缘或螺纹的最向外径向延伸部，其中第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，这些场发射源的位置和极性与对应于这些场发射源的预定对准的预定空间力函数相关；b)将固定凸缘或螺纹与过滤器歧管的对准通道对准；c)在第一方向上旋转过滤器歧管贮槽内的滤筒；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，第二磁性结构设置在至少部分地在过滤器歧管的对准通道内延伸的弹性偏置阻挡机构内，使得生成磁剪切力；e)响应于磁剪切力在第二方向上将阻挡机构移位到缩回位置，第二方向大致垂直于第一方向；以及f)在第一方向上旋转滤筒，使得固定凸缘或螺纹穿过移位的阻挡机构下方，以完成滤筒到过滤器歧管的附接。
在另一实施例中，第一磁性结构和第二磁性结构的相互作用被证明使第二磁性结构阻挡机构径向地远离中心轴线移动，以便允许滤筒的进一步旋转和/或单独地或组合地启动开关或阀。这种配置被称为旋转剪切块配置。图35描绘了该设计的突出部件-滤筒和歧管的透视图，它们共同执行用于移除阻挡机构的磁剪切力。
如图35所示，滤筒640包括具有入口/出口端口的轴向杆642和从中心轴线646径向向外定位的第一磁性结构644。如下文进一步讨论的，锁定凸缘648将滤筒640固定到歧管壳体650。歧管壳体650包括容纳孔651和容纳弧形狭槽653，以帮助附接滤筒640。
图36是歧管壳体650的顶部透视图。歧管壳体650经配置有用于支撑阀组件(未示出)的轴向杆654。锁定构件保持件或保持器652形成为从轴向杆654径向向外延伸。在轴向杆654和锁定件保持件652的径向最内侧部分的接合处是开口狭槽658。具有倾斜面的相对的弹性锁定凸片653经配置以以卡扣配合方式容纳锁定构件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在径向向内和向外的方向上滑动。
图37描绘了具有位于底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，诸如弹簧的弹性构件664向锁定构件660提供径向向内的力。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内壁上，使得在没有相反作用力的情况下，锁定构件660通过弹性构件664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的主体沿径向向外的方向延伸。突起666包括用于容纳和保持弹性构件664的平行槽孔668。
在锁定构件与突起666相对的端部上是锁定凸片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容纳，并被径向向内推向轴向杆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，凹口676经配置以允许阀组件672由轴向杆654支撑并且周向地安置在滤筒壳体顶表面上。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内的滤筒640的透明透视图。滤筒640的锁定凸缘648插入容纳孔651内。在这个位置，第一磁性结构和第二磁性结构对准，从而启动磁通信。当这种情况发生时，具有第二磁性结构662的锁定构件660受到磁剪切力的作用，该磁剪切力使锁定构件660在锁定构件保持件652内径向向外滑动。这一动作克服了弹性构件664的径向向内的力。
图40描绘了当在如箭头678所指示的径向向外的方向上受到磁剪切力作用时锁定构件660配置的透明透视图。锁定凸片670在该滤筒插入位置从狭槽658中移除。在锁定构件660径向向外剪切的情况下，允许滤筒640如箭头680所示方向旋转。
图41描绘了插入歧管壳体650内并围绕歧管壳体650旋转的滤筒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，锁定凸缘648能够在滤筒640旋转时旋转通过狭槽653的弧形路径。在旋转完成时，水流过阀组件672流入和流出滤筒640。
一种互连滤筒和配套过滤器歧管的方法可以描绘如下：a)将滤筒插入过滤器歧管的贮槽中，该滤筒包括具有顶表面的圆柱形壳体、定位在顶表面上并且从顶表面延伸的附接凸缘，以及位于顶表面上或紧邻顶表面的第一磁性结构，第一磁性结构包括具有多个场发射源的磁体，这些场发射源的位置和极性与对应于这些场发射源的预定对准的预定空间力函数相关；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，第二磁性结构与锁定构件的底表面成一体或位于该底表面上，锁定构件可插入锁定构件保持件或保持器内并且与该锁定构件保持件或保持器可滑动地连通，该锁定构件保持件或保持器相对于过滤器歧管贮槽的轴向中心径向地向外延伸，从而生成磁剪切力；c)响应于该磁剪切力，在第一方向上径向地向外移动该锁定构件保持件或保持器内的锁定构件，使其远离过滤器歧管贮槽轴向中心；以及d)使滤筒附接凸缘旋转通过过滤器歧管的顶表面的弧形狭槽，以完成滤筒到过滤器歧管的附接。
磁剪切力也可用于滤筒-歧管配置中，专门用于启动或接合阀。图42描绘了滤筒壳体顶部700的等轴局部剖视图，滤筒壳体顶部700具有第一磁性结构702和插入歧管壳体容纳部分706内的入口/出口端口(本文示出一个这样的端口为单个圆柱体704)。
歧管壳体容纳部分706包括用于进水的互补端口708a，其容纳滤筒的圆柱体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偏置在打开位置，以允许水流过通道716而不进入(因此，绕过)滤筒。以这种方式，当滤筒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。在这个阶段，由剪切磁体保持器220保持的第二磁性结构222未被启动或处于任何磁力下。
图44描绘了图42的滤筒-歧管组合的横截面图，其中滤筒被部分地安装，并且第一磁性结构702和第二磁性结构722彼此紧密接近。剪切磁体保持器720开始沿箭头724的方向垂直于插入的滤筒的轴向方向移动。剪切磁体保持器720的延伸弧形突起726以凸轮方式与阀712的暴露端部上的倾斜面728接合。当阀712被推靠在弹性弹簧714上时，形成在阀712中的孔730从通道716移开，从而关闭通道716以防止水流。
图45描绘了图42的滤筒-歧管组合的横截面图，其中滤筒被完全安装，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，其中在它们之间施加最大剪切力。
水通道716被阀712完全切断，从而引导水通过滤筒700。剪切磁体保持器720在该点处完全移位，从而与阀712的倾斜面728一起执行凸轮作用。
在上面的每个实施例中，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，并且可以启动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重要步骤：
a.引入具有第一磁性结构的第一部件，诸如滤筒，其中磁性结构包括磁性印刷到第一可磁化材料中的磁性源的第一组预定义的轨道；
b.引入第二部件，诸如容纳歧管，其经配置以容纳第一部件，第二部件具有互补的第二磁性结构，第二磁性结构包括磁性地印刷到第二可磁化材料中的第二组预定义的磁源磁道；
c.通过在第一方向上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靠近，使得第一磁性结构和第二磁性结构被放置得很靠近，从而在垂直于第一方向的第二方向上生成磁剪切力；
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生成的磁剪切力来移动阻挡部件和/或启动阀或开关；以及
e.在第一部件从第二部件移除和分离时，反转连接方向以移除磁剪切力，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。本发明提供了一种用于滤筒和对应的过滤器歧管的改进的过滤器互连结构，其利用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。本发明还提供了一种在对应的过滤器歧管中安装滤筒的改进方法，该方法利用相关的磁性来移动阻挡机构或位置止动件，以允许正确地安装滤筒。通过利用具有专门设计的力曲线的编码多磁体，本发明进一步可应用于滤筒认证和防伪的替代方法。
在上述实施例中，当一组“键控”或编码多磁体对准并进入有效工作距离时，生成磁剪切力，这在某些情况下导致阻挡机构或位置止动件的移动和移除，这通常会阻止滤筒固定在歧管贮槽内。
由于相关磁体的特征在于密集且可调谐的磁场；因此可以在较短的工作距离下专门设计具有较高力的力曲线。在不显著增加磁体的物理尺寸的情况下，常规磁体将无法在如此短的有效工作距离上产生足够的磁剪切力，这将呈现设计可行性问题。对准多磁体，诸如本发明的那些，允许吸引力和排斥力在极性转换处结合在一起以部分地抵消法向力并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，通过利用具有专门设计的磁场的对应编码或“键控”多磁体，本发明可以进一步应用于滤筒认证和防伪的替代方法。只有包括具有与过滤器歧管中的多磁体的极性分布相对应的预先设计或预定的极性分布的“编码”多磁体的滤筒才能正确地操作，诸如移除阻挡机构以允许滤筒的安装。因此，只有来自制造商或其被许可方的原装替换滤筒才能通过认证。这限制了造假市场，这对于消费者的安全而言尤其重要，因为在他们不知情的情况下，可能买到的劣质滤筒，本来可以附接到歧管，却不能再固定到歧管贮槽。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，许多替代方案、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，设想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此类替代方案、修改和变化。

Claims (35)

1.一种用于过滤系统的滤筒，所述滤筒包括：
具有主体、顶面、底面、轴向长度和内腔的外壳；
与所述内腔流体连通的进口端口和出口端口；
从所述外壳主体径向向外延伸的凸起，所述凸起连接或与所述外壳主体一体，并靠近所述底面；
定位于或位于所述外壳主体上的具有径向向外面的磁结构；
其中所述磁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对应于预定的所述场发射源的排列。
2.根据权利要求1所述的滤筒，其特征在于，所述进口和出口流体端口从外壳的顶部轴向延伸向上，且所述进口和出口流体端口从外壳主体的中心轴线径向偏置。
3.根据权利要求1所述的滤筒，其特征在于，所述磁结构的径向向外面径向延伸不超过外壳主体的最外径向延伸。
4.根据权利要求1所述的滤筒，其特征在于，所述磁结构的径向向外面包括所述多个场发射源。
5.根据权利要求1所述的滤筒，其特征在于，所述磁结构的径向向外面平行于所述外壳主体的纵向轴线延伸。
6.根据权利要求1所述的滤筒，其特征在于，所述预定空间力函数是磁剪切力。
7.根据权利要求1所述的滤筒，其特征在于，所述预定空间力函数是磁斥力。
8.根据权利要求1所述的滤筒，其特征在于，所述磁结构靠近所述外壳主体上的所述凸起。
9.一种滤筒，包括：
具有主体、轴向长度、纵向方向、径向方向和内腔的外壳；
与所述内腔流体连通的进口端口和出口端口；
连接或与外壳一体的连接件；
固定或嵌入于所述外壳表面的磁结构，所述磁结构具有径向向外面；
其中所述磁结构包括具有多个场发射源的编码多磁体，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对应于预定的场发射源的排列。
10.根据权利要求9所述的滤筒，其特征在于，所述进口和出口流体端口从外壳的顶部轴向延伸向上，且所述进口和出口流体端口从外壳主体的中心轴线径向偏置。
11.根据权利要求9所述的滤筒，其特征在于，所述磁结构的径向向外面径向延伸不超过外壳主体的最外径向延伸。
12.根据权利要求9所述的滤筒，其特征在于，所述磁结构的径向外表面包括所述多个场发射源。
13.根据权利要求9所述的滤筒，其特征在于，所述磁结构的径向外表面平行于所述外壳主体的纵轴线延伸。
14.根据权利要求9所述的滤筒，其特征在于，所述预定的空间力函数是磁剪切力。
15.根据权利要求9所述的滤筒，其特征在于，所述预定的空间力函数是磁斥力。
16.根据权利要求9所述的滤筒，其特征在于，所述滤筒外壳具有顶部部分和底部部分，并且所述磁结构被固定在或嵌入在所述滤筒外壳的顶部部分或底部部分，或者靠近所述滤筒外壳的顶部部分或底部部分。
17.根据权利要求9所述的滤筒，其特征在于，所述磁结构靠近所述外壳上的连接件。
18.一种连接滤筒和配套过滤器歧管的方法，包括：
将所述滤筒插入所述配套过滤器歧管的贮槽中，所述滤筒包括外壳具有主体、内部腔，与所述内部腔连通的进口端口和出口端口，与所述外壳连接或一体的连接件，以及固定在或嵌入在所述外壳表面的磁结构，所述磁结构具有径向向外表面，并且包括具有多个场发射源的编码多磁体，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对应于预定的所述场发射源的排列。；
在所述贮槽内沿第一方向移动所述滤筒；
将所述磁结构的多个场发射源与置于所述过滤器歧管的阻挡机构中的配对磁结构的互补多个磁场发射源对齐，以在对齐时产生磁场力，所述阻挡机构在弹性偏置机构施加给所述阻挡机构的力下朝与所述第一方向不同的第二方向偏置，所述阻挡机构阻止所述滤筒与所述过滤器歧管的连接；
响应于所述磁场力，将所述阻挡机构相对于所述滤筒进行平移；以及
继续沿所述第一方向移动所述滤筒，使得所述滤筒的连接件与贮槽的锁定件机械耦合，完成将滤筒连接到过滤器歧管。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的第一方向是与滤筒外壳主体的中心轴线平行的轴向方向。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的第二方向与所述的第一方向相反。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的阻挡机构靠近所述的锁定件，并且所述配对的磁结构具有朝向滤筒外壳主体中心轴线的面，该面包括互补的多个磁场发射源。
22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的磁场力是剪切力，并且其中将所述阻挡机构相对于滤筒进行平移的步骤包括：响应于所述的剪切力，在所述的第一方向上将所述的阻挡机构进行平移。
23.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的磁场力是剪切力，并且其中将所述阻挡机构相对于滤筒进行平移的步骤包括：响应于所述的剪切力，在与所述的第一方向垂直的方向上将所述的阻挡机构进行平移。
24.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的磁场力是斥力，而将所述阻挡机构相对于滤筒进行平移的步骤包括：响应于所述的斥力，在相对于滤筒外壳主体的中心轴线径向向外将所述阻挡机构进行平移。
25.一种过滤系统，包括：
一个过滤器歧管，具有进口和出口流体端口，一个用于接收滤筒的贮槽，以及一个包含磁结构的阻挡机构，所述磁结构包括具有多个磁场发射源的编码多磁体，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对应于预定的所述磁场发射源的排列，，当配对的磁结构在第一方向上移动并靠近所述的磁结构时，响应于所产生的磁场力所述阻挡机构可移动，所述阻挡机构在弹性偏置机构施加力之下，沿与所述第一方向不同的第二方向被偏置，所述阻挡机构阻止所述的滤筒连接到所述的过滤器歧管；以及
所述的滤筒包括：
一个外壳具有主体、内腔、进口端口和出口端口与所述内腔流体连通且从外壳顶部轴向向上延伸，进口和出口流体端口从外壳主体的中心轴线径向偏置，与外壳连接或整体一体的连接件，以及固定在或嵌入到所述外壳内的所述配对磁结构，所述配对磁结构包括一个编码的多磁体，所述编码的多磁体包括互补多个场发射源，其具有与预定的空间力函数相关的位置和极性；
当将所述的滤筒初始插入所述贮槽时，所述磁结构和所述配对磁结构被带到邻近位置，以产生所述磁场力，所述磁场力使得所述阻挡机构相对于所述滤筒移动，以允许所述滤筒继续在所述第一方向上移动，以使得所述滤筒的连接件与所述贮槽的锁定部件机械地连接，完成将所述滤筒连接到所述过滤器歧管。
26.根据权利要求25所述的过滤系统，其特征在于，滤筒配对的磁结构具有一个径向向外表面，包括互补的多个场发射源，该表面朝向离开滤筒外壳主体的中心轴线的方向。
27.根据权利要求26所述的过滤系统，其特征在于，滤筒配对的磁结构的径向向外表面在径向上延伸不超过滤筒外壳主体的最外径延伸。
28.根据权利要求25所述的过滤系统，其特征在于，滤筒配对的磁结构平行于滤筒外壳主体的纵轴线延伸。
29.根据权利要求25所述的过滤系统，其特征在于，所述滤筒外壳具有顶部和底部，所述配对的磁结构固定在或嵌入到滤筒外壳的顶部或底部，或者靠近所述外壳顶部或底部。
30.根据权利要求25所述的过滤系统，其特征在于，所述滤筒磁结构靠近所述外壳上的连接件。
31.根据权利要求25所述的过滤系统，其特征在于，所述阻挡机构靠近所述锁定部件，所述阻挡机构磁结构具有朝向滤筒外壳主体中心轴线的面，所述面包括多个磁场发射源。
32.根据权利要求25所述的过滤系统，其特征在于，磁场力是一种剪切力，并且其中该剪切力使得所述阻挡机构在第一方向上移动，以允许滤筒继续在所述第一方向上移动。
33.根据权利要求25所述的过滤系统，其特征在于，磁场力是一种剪切力，所述剪切力使得阻挡机构在与第一方向垂直的方向上移动，以允许滤筒继续在第一方向上移动。
34.根据权利要求25所述的过滤系统，其特征在于，磁场力是一种斥力，所述斥力使得阻挡机构相对于滤筒外壳主体的中心轴线径向向外移动，以允许滤筒继续在第一方向上移动。
35.一种连接滤筒和配对过滤器歧管的方法，包括：
将所述滤筒插入所述配对过滤器歧管的贮槽中，所述滤筒包括一个外壳具有主体、内腔、与内腔流体连通的进口端口和出口端口，与外壳相连或与之整体形成的连接件，以及固定在或嵌入到外壳表面的磁结构，该磁结构具有一个径向向外面，并且包括一个具有多个场发射源的编码多磁体，所述多个场发射源具有与预定的空间力函数相关的位置和极性，该空间力函数对应于所述场发射源的预定排列；
将滤筒在贮槽内沿平行于滤筒外壳主体的中心轴线的第一方向移动；
将所述磁结构的多个场发射源与置于所述过滤器歧管的阻挡机构中的配对磁结构的互补多个磁场发射源对齐，以在对齐时产生磁剪切力，所述阻挡机构在弹性偏置机构施加给所述阻挡机构的力下朝与所述第一方向相反的第二方向偏置，所述阻挡机构阻止所述滤筒与所述过滤器歧管的连接；
响应于所述磁剪切力，将所述阻挡机构沿第一方向平移；
继续将所述滤筒沿所述第一方向移动，使所述滤筒的所述连接件与贮槽的锁定件机械耦合，完成滤筒与过滤器歧管的连接。
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