KR20010023093A - 유체필터를 시일하는 장치 및 방법 - Google Patents

유체필터를 시일하는 장치 및 방법 Download PDF

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KR20010023093A
KR20010023093A KR1020007001715A KR20007001715A KR20010023093A KR 20010023093 A KR20010023093 A KR 20010023093A KR 1020007001715 A KR1020007001715 A KR 1020007001715A KR 20007001715 A KR20007001715 A KR 20007001715A KR 20010023093 A KR20010023093 A KR 20010023093A
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KR1020007001715A
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죤에프. 코넬리
제프제이. 싸이젠
Original Assignee
노만 씨. 린넬
도날드슨 캄파니 인코포레이티드
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D27/00Cartridge filters of the throw-away type
    • B01D27/08Construction of the casing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2201/00Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/34Seals or gaskets for filtering elements

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  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
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Abstract

유체필터를 위한 시일장치가 제공된다. 시일장치는 일반적으로 필터베이스의 선택부와 필터카트리지 사이의 가스켓을 압축하는 것과 관련된다. 바람직한 원추대형상 배열이 제공되어 이롭게 된다. 바람직한 필터베이스 구성과 바람직한 필터카트리지 구성뿐만 아니라, 조립과 사용방법이 설명된다.

Description

유체필터를 시일하는 장치 및 방법{ARRANGEMENT AND METHOD FOR SEALING FLUID FILTERS}
회전장착형 필터장치는 예를 들면, 유압시스템, 연료시스템, 윤활시스템을 포함하는 다양한 적용에 있어서 채용되어 왔다. 일반적으로 이러한 필터장치는 그 일단에 필터헤드(filter head) 또는 필터베이스에 필터가 탑재되도록 하는 커버 또는 상부판을 구비하는 포함하는 캔, 케이싱 또는 하우징에 내에 위치한 필터요소를 포함한다. 상기 커버의 중앙 개구부와 몇몇의 주변개구부는 대개는 그 내에 있는 필터와 필터요소를 통하여 유동이 향하도록 배설되어, 유동이 안에서 바깥으로(역방향 유동) 또는 바깥에서 안으로(정방향 유동)흐르는 패턴이 되도록 할 수 있다. 커버의 외측상에 있는 원형가스켓은 필터와 필터헤드 사이의 외부시일로서의 역할을 한다. 상기 커버의 내측상의 가스켓(또는 가스켓들의 조합)은 필터요소와 커버의 부분사이에서 내부시일로서 기능한다. 회전장착형 필터는 전형적으로는 제한된 기간동안 사용된 후, 정비 시에 제거, 교환 되도록 의도된 것이다.
여기서, 상기 필터 베이스 상에 탑재된 "회전장착되는(spun)" 또는 탑재되는 캔, 요소 그리고 다른 구성요소의 조합은 제거가능하고 교환가능한 필터 카트리지 또는 카트리지 조립체로서 종종 불릴 것이다.
종래의 다양한 장치가 필터 베이스와 카트리지 사이로부터 외측으로 흐르는 유체유동과 관련하여 시일결합을 제공하도록 사용되어 왔다. 이들의 많은 것들이, 필터가 카트리지상에 회전장착될 때 축방향으로 압축되는 O-링을 위치결정하는 것과 관련된다. 미국특허 제4,969,994호 도의 7, 도2의 134, 미국특허 제4,369,113호 도2의 44, 미국특허 제4,743,374호 도2와 도5의 46에 도시된 것들이 이들의 예이다. 상기한 '994, '113, '374 특허의 완전한 개시는 참조함에 의해 여기에 포함되어 있다.
액체필터와 필터헤드사이의 시일의 신뢰성과 내구성은 중요하다. 작업하는 동안 여과되는 유체가 상당히 누출되면 엔진, 차량의 구성요소, 또는 다른 장치 및 그밖에 관련된 구성요소에 치명적인 손상을 초래할 수 있다.
많은 예에서, 유체필터장치는 엔진에 탑재되거나 그렇지 않으면 이동 또는 진동하는 기계류에 탑재되어 통상의 기계작동 시에 상당한 진동과 충격에 노출된다. 종래의 회전장착형 필터를 위해 설계된 시일시스템의 많은 것들은 포함된 유체의 시일을 제공하기 위한 면 시일가스켓(face sealing gasket)에 의존하는 유형으로 설계된다. 가스켓은 조립체에 견고성을 부여하는 필터베이스에 베어링면(bearing surface)을 제공하며, 필터 베이스에 대해 조립체에서의 중요한 구조적 구성요소 역할을 한다.
단단한 경계면을 위한 탄성부재에 의존하는 것은 문제를 야기할 수 있다. 예를 들면, 가스켓이 진동이나 충격에 노출되었을 때, 재료에 가해지는 지나친 응력으로 인하여 핀칭(끼임, pinching) 또는 다른 손상과 재료의 피로(fatigue)를 겪게되거나 휘게된다. 이것은 시스템에 치명적인 고장을 야기할 수 있는 심각한 누설을 초래할 수 있다.
관련된 또 다른 문제점은 면 시일형 가스켓과 일반적으로 관련한 설치방법에 관한 것이다. 전형적으로, 적당한 설치는 시일면에 가스켓이 접촉할 때까지 필터를 돌리고 특정한 회전마찰력으로 더욱 조이도록 한다. 어떤 경우에는 정비 시에 적절한 회전마찰을 일관되게 결정하는 고정된 기준점에 없기 때문에 필터가 적절하게 조여지지 않는다. 대개는 원주둘레에 균등하게 이격된 둔 마크가 시각적 기준으로서 제공되지만 적절한 설치를 확실하게 하는 신뢰할 만한 수단이 되지는 못한다.
본 발명은 일반적으로 유체필터에 관한 것이다. 어떤 특별한 실시예에서 있어서, 이것은 회전장착 형(spin-on type) 유체필터에 관련된 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은, 필터 카트리지가 필터베이스(filter base)에 탑재될 때의 회전장착형 필터 카트리지와 필터베이스 사이에 형성되는 시일에 관한 것이다. 또한, 바람직한 시일을 수행하는 방법이 제공된다.
도1은 본 발명에 따른 시일부를 그 내에 구비하는 필터요소와 필터베이스의 측면도.
도2는 도1의 선2-2를 따라 일반적으로 도시된 부분개략 단면도.
도3은 도2에 도시된 장치부의 부분 확대 단면도.
도4는 도1의 조립체에 도시된 것과 유사한 필터베이스의 측면 확대도.
도5는 도4에 도시된 필터 베이스의 평면도.
본 발명의 따르면 필터조립체가 제공된다. 상기 필터조립체는 필터베이스, 상기 필터베이스에 탑재되며 제거가능하고 교환가능한 필터카트리지, 상기 필터베이스와 상기 필터카트리지 사이에서 압축되는 시일가스켓을 포함한다. 상기 필터베이스는 일반적으로 내측으로 향하고(전형적으로 반경방향 내측으로 향한)바람직하게는 형상에 있어서 원추대 형상인 시일면을 포함한다. 이 문맥에서 "반경방향" 내측으로 향한다는 것은 시일면이 형상에 있어서 원형이고 중심축을 둘러싸며, 중심축을 향한 것을 의미한다. 이 문맥에서 "원추대 형상" 이란 용어는 시일면이 단면에 있어서(그 내에 중심축을 가지는 평면에서 보았을 때) 평평한 부분을 갖고, 이로 원추대형상 면을 정의하는 것을 의미한다. 일반적으로, 바람직한 장치는 시일가스켓이 상기 원추대형상 시일면과 필터카트리지상의 가스켓시트 사이에서 압축되도록 구성되고 배열된다.
바람직하게는 상기 원추대형상 시일면은 단면에 있어서 0.100인치에서 0.750인치의 범위 내의 폭을 갖는 평평한 부분을 포함한다. 또한, 바람직하게는 원추대형상 시일면의 이 평평한 부분은 원추대형상 시일면의 중심선(중심축)에 수직인 면과 관련하여 약 85도에서 약 45도의 각도로 연장한다.
바람직한 조립체에서, 상기 가스켓은 일반적으로 원형인 단면을 갖는다. 이로써 상기 가스켓은 바람직하게는 원형의 단면을 갖는 O-링이다.
도시된 전형적인 실시예에서, 상기 필터카트리지는, 중앙오목부 또는 오목부분과, 외벽과, O-링이 압축되는 가스켓시트를 정의하는 내벽과 중앙오목부를 가지는 내벽을 포함한다. 상기 중앙오목부는, 일반적으로 상기 오목부로부터 축방향으로 연장하는 내외벽 즉, 조립하는 동안 일반적으로 필터베이스를 향하여 돌출하는 내외벽 사이에서 연장한다.
바람직하게는 상기 필터베이스는 원형단면(중심선에 수직인 면에서 보았을 때)이고 그 위에 외측 나사부를 구비하는 중앙 포스트(post)를 포함하고, 필터카트리지는 상기 중앙 포스트상에 나사결합되어 수용되는 크기로 배열되는 내측으로 나사형성된 보어(bore)를 포함한다. 이로써, 바람직한 실시예에서, 상기 필터카트리지는 그 위에 나사형성됨으로써 필터베이스에 탑재되는 회전장착형 필터이다. 시일을 형성하는 가스켓의 압축은 나사결합(또는 탑재)의 작용의 결과로써 즉, 필터베이스를 향하여 카트리지를 당김으로써 행해진다.
바람직하게는 상기 필터베이스는, 필터카트리지가 필터베이스 상에 탑재될 때, 카트리지 단부벽부의 중앙오목부의 부분에 직접적으로 접촉하도록 구성되고 배열되는 스커트(skirt)구조 또는 벽구조를 포함한다. 이로써 바람직하게는 회전장착형 필터가 관련될 때, 필터베이스의 선택된 단단한 부분이 탑재에 있어서 단단한 멈추개를 제공하면서 필터카트리지의 선택된 단단한 부분과 직접적으로 접촉할 때까지 회전장착이 행해진다. 이것은 가스켓압축의 적절한 수준의 어림잡기를 피할 수 있도록 도와준다. "멈춤"이 일어나는 장치의 바로 그 위치에서, 가스켓은 두 개의 접촉하는 부분 사이에 위치하지 않는다. 물론, 가스켓은 원추대형상 시일면과 필터카트리지 사이에서 압축된다. 그러나, "단단한 멈춤"이 일어나는 곳에서, 필터베이스벽 구조는 필터카트리지에 바람직하게는 직접적으로 접촉한다
바람직한 실시예에서, 상기 필터베이스벽 구조는, 필터카트리지가 필터베이스 상에 작동 가능하도록 탑재될 때, 필터카트리지 단부벽부의 중앙오목부를 향하고 이에 직접적으로 접하는 복수의 돌출부를 그 위에 구비하는 외측 가장자리를 포함한다. 이 문맥에서 "작동 가능하도록 탑재된다"는 것은 조립체가 사용을 위해 배열된다는 것을 의미한다. 물론, 이 다락에서 설명된 유형의 돌출부가 사용될 때, 이것은 필터카트리지에 대항하여 단단한 멈춤을 제공하는 돌출부이다.
바람직한 실시예에서, 베이스벽 구조는 내부벽부를 포함하고, 원추대형상 시일부는 내부벽의 베이스벽구조 부분을 포함한다. 즉, 단단한 멈추개를 제공하는 돌출부와 원추대형상 시일면은 동일한 베이스 벽 구조상에 위치하나 다른 바람직한 실시예에서는 다른 곳에 위치한다.
바람직하게는 필터베이스는 예를 들면, 알루미늄, 마그네슘, 아연 같은 금속케이싱과 샌드캐스트(sad-cast) 또는 다이캐스트(die-cast)를 포함한다. 필터카트리지는 바람직하게는 유체필터이다. 필터카트리지는 정방향유동필터이거나 역방향유동필터일 수 있다. 조립체는 전형적으로 내연기관상의 유압 또는 엔진 윤활유, 연료 또는 냉각제 필터와 같은 것에 적용된다.
본 발명에 따르면 또한 필터베이스가 제공된다. 필터베이스는 일반적으로 상기와 같이 설명된 유형의 조립체를 형성하도록 사용될 수 있다. 필터베이스는 일반적으로 나사형성된 외측면을 갖는 중앙 포스트와, 중앙 포트스를 둘러싸며 그로부터 이격된 베이스벽을 포함한다. 베이스벽은 바람직하게는 그 내측부분 상에 중앙 포스트를 향한 원추대형상 시일면을 구비한다. 원추대형상 시일면은 바람직하게는 단면에 있어서 상기한 유형의 평평한 부분을 구비한다. 또한, 베이스벽은 바람직하게는 상기한 바와 같은 단단한 접촉을 형성하는 데 사용하도록 상기한 유형의 복수의 돌출부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 바람직한 필터카트리지가 제공된다. 필터카트리지는 바람직하게는 축방향으로 향한 외벽과 축방향으로 향한 내벽사이에 위치한 중앙오목부를 포함하는 단부를 구비한다. 또한, 바람직하게는 시일가스켓은 필터카트리지상에 위치하고, 축방향으로 향한 내벽 둘러싸며, 중앙오목부에 축방향으로 향한 내벽에 대항하여 위치한다. 이러한 장치에 있어서, 바람직하게는 축방향으로 향한 내벽은 시일가스켓의 적어도 일부분에 걸쳐 연장하는 플랜지를 포함한다. 축방향으로 향한 벽과 오목부와 결합하여 이 플랜지는 가스켓을 위한 둥지(nest)를 형성하고, 선적 출하 그리고 조립 시에 가스켓을 보호한다.
본 발명에 따르면, 필터카트리지를 필터베이스에 시일하는 방법이 제공된다. 일반적으로, 본 방법은, 시일가스켓을 그 사이에서 압축하면서 필터베이스의 일부분 상에 필터카트리지를 탑재하는 것과 관련된다. 바람직하게는, 상기한 바와 같은 구조가 사용된다.
도1의 참조번호1은 일반적으로 본 발명에 따른 조립체를 지시하고, 상기 조립체는 필터베이스(4, 필터 헤드라고 칭하기도 한다)와 제거가능하고 교환가능한 필터 또는 필터카트리지(5) 및 상기 필터카트리지(5)와 필터베이스(4)의 사이에 적절히 위치하여 그 사이에 시일을 형성하는 도1에 도시되지 않은 시일링을 포함한다. 필터링은 참조번호 10으로 도2에 도시된다.
도1을 참조하면, 일반적으로 조립체1은 예를 들면, 건축장비상의 유압유체시스템 또는 차량(트럭, 휠로더(wheel loader))상의 윤활시스템 또는 엔진이나 다른 형태의 장치(예를 들면, 엔진구동 정치기관(stationary))와 관련된 기계적 시스템에 있어서의 유체를 여과하기 위해 설치된다. 이러한 조립체(1)의 필터베이스(4)는 장치에 반영구적으로 장착된다. 반면, 필터 카트리지(5)는 전형적으로 교환에 의해 정기적으로 정비되도록 설계된 부품이다. 일반적으로 필터카트리지(5)는 한정된 수명을 갖고, 장치의 일상적인 정비 시에 제거되고, 교체된다.
이제 도2를 참조하면, 도2는 도1의 선2-2를 따라 일반적으로 도시된 단면도이다. 도2는 단순, 명료성을 기하기 위해 도시에 있어서 다소 개략적으로 도시하였다.
도2를 참조하면, 필터베이스(4)는 일반적으로 적절한 모양을 위해 가공된 이음매 없는 주물, 전형적으로는 금속, 예를 들면, 알루미늄캐스팅을 포함한다. 도2를 참조하면, 필터베이스(4)는 유체유동 입구부(15)와, 출구(17)에서 끝나는 내측 유체입구 도관(20)을 포함한다. 또한, 필터 베이스(4)는 그 위에 입구부(21)와 출구부(23)사이에서 연장하도록 정의된 유체유동 출구도관(20)을 포함한다. 필터 베이스(4)는, 그 사이에서 연장하는 도관(20)의 부분(26)을 정의하고 그 외부측면(27)상에 필터카트리지(5)를 위한 탑재 나사부(28)를 구비하며 도2와 관련하여 수평단면이 전형적으로 원형인, 중앙의 탑재용 포스트(25)를 포함한다.
도2를 참조하여, 필터카트리지(5)에 대하여 설명한다. 필터카트리지(5)는, 벽(36)과 커버플랜지(또는 단부 플랜지,37)에 의해 정의되는 외측캔 또는 하우징(35)과, 상하측의 단부캡(42)(43)의 각각의 사이에서 연장하고 내외부의 라이너(45)(46)의 사이에서 각각 위치하는 필터매개체(41)에 의해 일반적으로 정의되고 내측으로 수용되는 필터구조(40)와, 내측가스켓(50)과, 커버부(51) 및, 내측스프링(52)을 포함한다. 하우징(35)에서 벽(36)과 플랜지(37)는 롤 접합부 또는 주위의 접합부(38)를 따라 서로 고정된다.
작업에 있어서, 여과되는 유체는 커버(51)의 개구(61)를 통과함으로써 지역(60)으로 향한다. 즉, 입구도관(16)을 통한 유체유동은 카트리지(5)와 필터베이스(4) 사이의 간극(70)으로 향한 다음, 화살표(75)의 방향으로 가해진 압력 또는 화살표(76)의 방향으로 가해진 흡입력(suction draw)의 둘 중 어느 하나에 의해 개구(61)를 통해 지역(70)과 지역(60)으로 향한다. 유체유동은 필터구조(40)를 통하여 일반적으로 화살표(78)로 지시된 일반적인 방향으로 향하고, 내측라이너(46)에 의해 정의된 내부공간(79)으로 향한다. 이렇게 여과된 후에, 도관(20)을 통해 화살표(79)로 지시된 방향으로 유체유동은 중앙 포스트(25)의 도관부(26)로 향하고, 일반적으로 화살표(76)로 지시된 방향으로 필터베이스(4)로부터 외측으로 흐른다. 필터베이스(4)에서 선택된 특정한 도관의 크기와 형상은 결합을 수용하고 유체유동을 용이하게 하도록 허용된다.
도2에 도시된 바와 같은 유체유동 즉, 유체가 여과작업동안 외부로부터 또는 외부라이너(45)를 통하여 내부라이너(46)로 흐르는 장치는 일반적으로 "정방향유동"장치라고 부른다. 여기서 정의된 시일장치는, 유체유동이 필터장치(40)를 통하여 반대방향으로 즉, 필터매개체의 내부로부터 외부로 이동하는 다양한 "역방향유동"장치와 관련하여 역시 이용될 수 있다는 점을 유의하여야 한다.
외측벽구조(35)에 의해 정의되는 공간(77)내에는 가스켓(50)에 대항하여 필터장치(40)를 바이어싱하여 결과적으로 커버(51)에 대항하여 가스켓(50)을 바이어싱하는 스프링(52)이 포함된다. 이러한 가스켓(50)의 구성과 바이어싱의 결과, 가스켓(50)과 포스트(25)사이 및 가스켓(50)과 단부캡(42)사이에서의 유체유동을 제한하는 시일이 제공된다.
상기한 바와 같이, 필터카트리지(5)와 필터베이스(4)는 일반적으로 종래의 것이다. 참조로서 포함된 미국특허 제4,369,113호 및 제4,743,374호에 설명된 것과 같은 장치 및 특징은 예를 들면 유사한 방식으로 사용될 수 있다.
본 발명의 개시는 도2의 부분확대도인 도3을 참고하면 가장 잘 이해되듯이, 베이스(4)와 필터카트리지(5) 사이의 특정한 시일과 관련하여 제공된 특징적인 외형에 관한 것이다.
도3을 참조하면, 필터 베이스(4)는 그 위에 달려있는 또는 돌출한 벽구조(또는 스커트 구조,80)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 구조(80)는 필터카트리지(5)를 향하는 방향으로 필터베이스(4)로부터 매달리는(돌출하는) 링형상의 벽구조(81)이다. 구조(81)는 포스트(25)를 둘러싸고, 포스트(25)로부터 이격된다.
링형상 벽구조(81)는 반경방향 내측으로 향하는 시일면(83)을 포함한다. 이 문맥 중에서 "반경방향"과 "내측으로"라는 용어는 시일면(83)이 포스트(25)를 감쌀 때 시일면(83)이 포스트(25) 및/또는 중앙선 또는 축(87)과, 시일면(83)에 대해 일반적으로 원대칭 중심축인 중심축(87)을 향하는 것을 의미한다.
바람직한 실시예에서, 시일면(83)은 다음과 같은 특징을 갖는다. 시일면(83)은 연장하는 폭에 걸쳐 도3의 단면과 같이 일반적으로 평면으로 가공되고, 가령 평면(또는 선)과 관련하여 약80도 에서 45도의 각도로 연장하는 면(83)에 접하는 선(85)과 같은 선이나, 도2의 중심포스트(25)의 중심축(87)에 수직인 선(86)을 포함하는 평면과 같은 형상을 구비하는 원추대형상이다.
도3을 참조하면, 필터가스켓(10)은 캡단부(37)에 의해 정의되는 원형 오목부(90)내에 위치한다. 특히, 캡단부(37)는 외벽(93)과 내벽(94) 사이의 오목부를 정의하는 구획(92)을 포함한다. 시일링(10)은 내벽(94)에 대항하여 위치하도록 배열된다. 즉, 시일링(10)은 내벽(94)을 둘러싸고 접한다. 내벽(94)은 상측플랜지(95)를 포함하는 것에 유의하기 바란다. 상측플랜지(95)는 바람직하게는 부분적으로 연장하는 충분한 크기이지만 시일링(10)에 걸쳐 완전하게는 아니고, 전형적으로는 단지 약95%, 대개는 약 75%-90%인 것이 바람직하다.
도시된 바람직한 구성에서, 필터카트리지(5)가 예를 들면, 도2의 나사부상에 회전장착됨으로써 베이스(4)상에 탑재될 때, 시일면(83)은 도3의 벽(94)과 면(90) 부분에 대항하여 시일면을 압축하는 링(10)과 맞물리도록 배열되고 향한다. 압축방향은 도3의 화살표(98, 99)에 의해 일반적으로 지시되고, 반경방향과 축방향특성(성분)을 포함한다. 즉, 압축력은 부분적으로 반경방향이고 부분적으로는 축방향이다. 그러나, 도시된 바람직한 실시예에서 시일가스켓(10)의 어느 부분도 시일하는 동안 구조(80)의 단부면(100)과 카트리지(5)의 사이에서 그리고 이들에 대항하여 압축되지 않는다는 점에 유의하기 바란다. 또한, 시일하는 동안, 구조(80)는 시일가스켓(90)과 외벽(93)사이에 위치한다. 이것은 이하에 설명되는 이유로 인하여 바람직한 구성임을 알 수 있다.
도4 및 도5를 참조하면, 벽(80)의 단부면(120)은 그로부터 하측으로 돌출하는 복수의 이격된 돌기부 또는 돌출부(101)를 포함한다. 도시된 특징적인 실시예에서, 반경방향으로 균등하게 이격된(즉, 120도 만큼 떨어진) 돌출부(101)가 도시된다. 각각의 돌출부는 바람직하게는 카트리지(5, 조립 시에)를 향하는 방향으로 면(120)으로부터 약 0.010인치에서 0.100인치의 거리만큼 돌출한다. 돌출부(101)는 바람직하게는 또한 필터베이스(4)의 주조된 부분이다.
도3을 참조하면, 돌출부(101)는 탑재하는 동안, 필터베이스(4)를 향한 필터카트리지(5)의 움직임에 "단단한" 멈추개를 제공하는 크기로 배열된다. 바람직하게는 필터카트리지(5)와 결합하는 돌출부(101)의 총표면적이 각각 돌출부에 대하여 단지 약 0.03 내지 0.10 평방 인치이고, 돌출부의 수는 3 내지 6사이이다. 이것은 접촉표면적이 상대적으로 작아서 용이하게 얻고 탈구시키는 것을 확실하게 한다.
도시된 구성의 결과로써, 탑재에 따른 양호한 제어를 얻게된다. 필터카트리지(5)는 상기 멈추개(기술된 바와 같이, 바람직하게는 단단한 멈추개와 만날 때까지 베이스(4)상에 회전장착(탑재)된다. 즉, 필터캡단부(37)가 돌출부(101)와 결합할 때, 바람직하게는 카트리지(5)와 필터베이스(4)사이의 견고한 결합이 얻어진다. 만일 돌출부, 가스켓, 시일면의 크기의 적절한 조합이 선택되면 양호한 시일이 얻어진다. 이것은 돌출부(101)가 면(90)과 접촉하게 될 때, 시일(83)이 도3의 화살표(98,99)에 의해 지시된 방향으로 링(10)을 압축하는 방식으로 시일면(83)이 링(10)을 향하기 때문이다. 빈틈없는 유체시일은 이로써, 다양한 부분에 대한 적절한 치수를 단순하게 선택함으로써 얻어진다. 이하에 설명되는 부분에서는, 샘플치수가 제공된다. 이로부터 광범위한 대안적 크기와 배열이 손쉽게 제시될 수 있다.
이하에서는, 작업재료와 사양의 세트의 예가 제공된다. 이것들은 일례로써 제시되는 것이다. 대안적인 재료와 치수가 광범위하게 사용될 수 있다.
이 특정한 예는 연료필터로서 사용되는 경우이다. 상기 필터베이스(4)는 도1 내지 도5에 도시된 배열에 있어서 알루미늄으로부터 주조될 수 있다. 치수는 일반적으로 다음과 같을 수 있다.
하우징(5)은 강으로 제조된다. 하우징(5)은 약 4.25인치의 외경과 약 7.00인치의 길이를 갖는다. 필터베이스(4)의 출구튜브는 약1.00인치의 평균내경을 갖는다.
필터매개체는 셀룰로오스 또는 합성섬유로 이루어진 매개체를 포함한다. 이 매개체는 약 50%의 효율 또는 5 마이크론의 입자 그리고 약 250 내지 500 교환시간의 전형적인 수명을 갖는다. 도1의 장치에 설치된 매개체는 약 3.75인치의 외경을 갖고 약 1.75인치의 내경을 갖는다.
필터요소상의 단부캡은 강으로 제조되고, 단부캡(42)은 약 3.80인치의 외경과 약 1.70인치의 내경을 갖는다. 단부캡(43)은 약 3.75인치의 외경을 갖는다.
스프링(52)은 약 4개의 코일을 가진 코일스프링이다. 압축되지 않은 상태에서는 스프링(52)은 약 1.50인치의 길이와 약 1.50인치의 직경을 갖고 스프링강으로부터 제조된다. 스프링(52)은 설치 시에 약 30파운드의 힘을 갖는다.
벽구조(81)는 약 3.30인치의 내경과 약3.84인치의 외경 및 약 0.45인치의 길이를 갖는다.
면(83)은 면(86)으로부터 약 70도의 각도에 있다. 시일부재는 약 70 듀로미터(durometer) 경도측정값을 포함한다.
상측플랜지(95)는 약 0.08인치의 폭을 갖는다. 내벽(94)은 약 0.300 인치의 길이를 갖는다. 돌출부(101)는 면으로부터 약 0.04인치의 거리만큼 돌출한다.

Claims (17)

  1. 중앙 포스트와 상기 중앙 포스트로부터 이격되고 이를 둘러싸는 베이스벽을 포함하는 필터베이스와,
    상기 중앙 포스트를 향한 내벽부를 구비하는 상기 베이스벽과,
    필터카트리지가 탑재될 때 시일가스켓의 압축을 수용하는 상기 시일면을 포함하는 상기 베이스벽 내벽부 및,
    필터카트리지가 탑재될 때 필터카트리지의 면과 결합하는 복수의 돌출부를 구비하는 외측 가장자리를 포함하는 상기 베이스벽
    을 포함하는 필터장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터베이스 상에 탑재되고 제거가능하며 교환가능한 필터카트리지
    를 더 포함하는 필터장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터카트리지는 그 위에 가스켓 시트와 단부 벽부를 포함하며,
    상기 단부 벽부는 중앙오목부와 외벽과 내벽과 상기 가스켓 시트를 정의하는 상기 중앙오목부와 내벽
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 필터카트리지가 상기 필터베이스 상에 작동 가능하게 탑재되었을 때, 상기 베이스벽 상의 상기 복수의 돌출부의 각각이 상기 필터카트리지 단부 벽부의 상기 중앙오목부를 향하여 돌출하고, 상기 오목부와 직접적으로 접촉하는 것
    을 특징으로 하는 필터장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 시일면과 상기 가스켓 시트사이에서 압축되는 시일가스켓
    을 더 포함하는 필터장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터베이스 중앙 포스트는 나사형성된 외측면을 포함하고,
    상기 필터카트리지는 상기 중앙 포스터 상에 나사결합되어 수용되도록 하는 크기로 배열된 내측으로 나사형성된 보어를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 필터장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 카트리지는 유동이 외측부로부터 내측부로 향하는 액체필터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스벽 시일면은 원추대형상이고,
    상기 원추대형상 시일면은 단면으로 평평한 부분과 폭을 구비하며,
    상기 단면으로 평평한 부분은 시일면의 중심선에 수직한 면과 관련한 각도로 연장하는 것
    을 특징으로 하는 필터장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 폭은 약 2.54 내지 19.05mm(0.1 내지 0.75인치)의 범위내인 것
    을 특징으로 하는 필터장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 각은 45도 내지 85도 내인 것
    을 특징으로 하는 필터장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터베이스는 금속케이싱인 것
    을 특징으로 하는 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외측 가장자리는 겨우 6개의 돌출부를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 필터장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 외측 가장자리로부터 약 2.254 내지 2.54mm(0.010 내지 0.1 인치) 돌출하는 것
    을 특징으로 하는 필터장치.
  14. 중앙 포스트와, 상기 중앙 포스트로부터 이격되고 이를 둘러싸는 베이스벽과, 상기 중앙 포스트를 향한 내벽부를 구비하는 상기 베이스벽과, 그 위에 시일면을 포함하는 상기 베이스벽 내벽부, 및 그 위에 복수의 돌출부를 구비하는 외측 가장자리를 포함하는 상기 베이스벽을 구비하는 필터베이스에 필터카트리지를 시일하는 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    그 사이에서 시일가스켓을 압축하면서, 상기 필터카트리지를 필터베이스의 일부분에 회전장착하는 단계와,
    상기 압축하는 단계는, 상기 베이스벽상의 돌출부와 상기 필터카트리지상의 면 사이에 직접적인 접촉이 얻어질 때까지 상기 필터베이스 상의 시일면과 상기 필터카트리지 사이의 상기 시일가스켓을 압축하는 것
    을 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 회전장착하는 단계는 상기 필터카트리지의 오목한 면을 상기 베이스벽의 시일면의 원추대형상부를 향하여 당기면서, 상기 필터카트리지를 상기 필터베이스 상으로 회전장착하는 것
    을 특징으로 하는 방법.
  16. 축방향으로 향하는 외벽과 축방향으로 향하는 내벽사이에 위치한 중앙오목부를 포함하는 단부를 구비하는 하우징과,
    상기 중앙오목부 내에 위치하고 상기 축방향으로 향하는 내벽에 대항하여 위치한 시일가스켓
    을 포함하는 필터카트리지, 가스켓 조립체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 축방향으로 향하는 내벽은 상기 시일가스켓의 적어도 일부분에 걸쳐 연장하는 플랜지를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 필터카트리지.
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