KR20220009969A

KR20220009969A - 다운스트림 시스템 기능을 위해 상관 자기 작동을 이용하는 필터 연결

Info

Publication number: KR20220009969A
Application number: KR1020217039203A
Authority: KR
Inventors: 로버트 애스틸; 윌리암 리; 가레트 스트랜데모; 메튜 더블류 하트만
Original assignee: 케이엑스 테크놀러지스, 엘엘씨
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2022-01-25
Also published as: CN113891755B; IL288079A; IL288151A; US11845021B2; CN113853247A; US11712645B2; US20200360931A1; EP3969150A1; CN113891755A; CN113853247B; WO2020236716A1; KR20220009968A; BR112021023106A2; EP3969151A1; WO2020236706A1; EP3969150A4; EP3969151A4; CN116712784A; US20200360844A1; BR112021023116A2

Abstract

본 발명의 여과 시스템 연결 구조는 섬프 하우징과 매니폴드 상에 위치하거나 매니폴드에 연결된 제1 상관 마그네트 및 여과재와 상기 여과재에 밀봉 결합되는 제1 및 제2 단부 캡을 포함하는 매니폴드와, 상기 필터 카트리지 하우징 바디 상에 또는 이에 연결된 제2, 쌍을 이루는 상관 마그네트를 포함하는 필터 카트리지를 구비한다. 상기 제1 및 제2 상관 마그네트는 필터 카트리지를 섭프 하우징에 삽입하여 필터 카트리지가 정렬 위치로 이동하도록 함에 따른 자기 통신을 통해서 서로 연결되고, 상기 매니폴드 상에 위치하거나 이에 연결된 상관 마그네트는 자기 통신의 결과로 병진이 이루어질 수 있게 된다, 쌍을 이루는 상관 마그네트의 극성 프로파일은 필터 카트리지가 매니폴드 섬프 하우징 내에 삽입되는 때에 반발력이 발생되도록 정렬되어 진다.

Description

다운스트림 시스템 기능을 위해 상관 자기 작동을 이용하는 필터 연결

본 발명은 필터 카트리지와 이에 대응되는 매니폴드 사이의 연결 방식에 관한 것이다. 본 발명은 상관 마그네트을 포함하는 상관 자기 설계를 이용하는바, 보다 자세하게는 전단력을 생성시키기 위해서 자기 인력, 반발력 또는 이들의 조합이 도입되어 필터 카트리지가 대응 결합되는 매니폴드 내로 삽입되어 서로 연결돠는 것을 돕는다. 예를 들면, 상기 연결 방식은 필터 카트리지의 장착 및/또는 제거를 용이하게 하기 위해서 자기 반발을 이용한다. 상기 상관 자기의 기능은 본 발명에서 적어도 두 가지로서: 첫째는 스위치의 비-전기적 및 비접촉식 동작을 통해서 필터 카트리지를 결합용 매니폴드에 장착한 초기에 업스트림 밸브가 동작되는 것이고, 둘째는 자기 반발력이 도입되어 상기 매니폴드로부터 필터 카트리지의 제거시에 용이하게 회전되도록 한다.

상관 마그네트 설계는 발명의 명칭을 " 전계 방출 시스템 및 방법"으로 하여 2010년 9월 21자에 Cedar Ridge Research LLC 명의로 등록된 미국특허 제7,800,471호에 도입되었다. 상기 특허는 전기장이나 자기장 소스를 갖는 전계 방출 구조를 기술하고 있다. 자기장이나 전기장 소스의 크기, 극성 및 위치는 미리 정해진 코드에 따라 바람직한 상관 특성을 갖도록 형성된다. 상기 상관 특성은 공간력(spatial force)이 상대적인 정렬, 이격 거리, 및 공간력 함수와 대응하는 경우에 공간력 함수에 대응된다.

"제1 및 제2 요소 사이의 정밀 부착과 관련한 장치 및 방법"라는 명칭으로 2010년 10월 19일자에 Cedar Ridge Research LLC 명의로 등록된 미국특허 제7,817, 006호(미국특허 제7,800,471호의 관련 특허)에는 제1 및 제2 요소의 부착 방식이 개시되고 있다. 일반적으로, 제1 요소는 제1 전계 방출 구조를 포함하며 제2 요소는 제2 전계 방출 구조를 포함하는바, 이때 각 전계 방출 구조는 상기 전계 방출 구조의 미리 정해진 정렬과 일치하는 미리 정해진 공간력 함수에 관계되는 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스(마그네트 배열)을 포함한다. 상기 요소들은 제1 전계 방출 구조가 제2 전계 방출 구조와 근접한 때에 서로 부착되도록 하는 역할을 발휘하게 된다.

상관 마그네트가 상보적 또는 쌍이 되는 카운터파트와 정렬을 이루는 때에 각각의 상관 마그네트를 구성하는 다양한 자기장 방출 소스는 피크 공간 인력이나 반발력을 초래하도록 정열될 것인 반면에, 정렬 불량은 다양한 자기장 방출 소스가 실질적으로 서로 취소하는 결과를 초래하게 될 것이다. 상기 공간력(인력, 반발력)은 두 자기장 방출 구조의 상대적인 정렬, 자기장의 강도 및 이들의 다양한 극성의 함수인 크기를 가진다.

상관 마그네트의 전계 방출 소스가 "코드"에 따라서 변화될 수 있도록 하는 것이 가능한바, 그와 같은 마그네트 시스템은 기계적인 제약이 없이 또는 마그네트의 "플립핑 (flipping)"을 방지하여 자력을 유지시키는 메커니즘을 필요로 함이 없이 바람직한 거동을 취하도록 제작될 수 있다. 이와 같은 자기적인 작용의 일예로, 종래 기술의 장치(1000)가 도1에 도시되어 있다. 장치(1000)는 제1 요소(1002)와 제2 요소(1012)를 포함한다. 제1 요소는 다수의 전계 방출 소스(1006)으로 이루어진 제1 전계 방출 구조(1004)를 포함한다. 제2 요소는 다수의 전계 방출 소스 (1016)로 이루어진 제2 전계 방출 구조(1014)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 요소는 제1 전계 방출 구조(1004)가 제2 전계 방출 구조(1014)에 접근한 때에, 즉 이들이 서로 간에 미리 정해진 정렬을 이루는 때에 서로 부착되도록 구성된다.

상기 제1 전계 방출 구조(1004)는 상기 제2 전계 방출 구조(1014)와 서로 작용할 수 있도록 형성됨으로써 상기 제2 요소(1012)는 상기 제1 요소(1002)에 부착되도록(끌어당겨 지도록) 정렬될 수 있거나 상기 제1 요소로부터 제거되도록(반발되도록) 오정렬될 수 있다. 상기 제1 요소(1002)는 제1 및 제2 전계 방출 구조 (1004)(1014)가 서로에 대해서 이동되어 오정렬되는 때에 상기 제2 요소(1012)로부터 해제될(released) 수 있다.

일반적으로 두 개 또는 그 이상의 전계 방출 구조가 정렬되려는 경향에서의 정밀도는, 주어진 표면적 A에 대한 것을 포함해서, 각 전계 방출 구조에서 상이한 전계 방출 소스의 숫자 N이 증가함에 따라 증가하게 된다. 다시 말하면, 정렬 정밀도는 두 전계 방출 구조를 형성하는 전계 방출 소스의 숫자 N을 증가시킴에 따라서 증가된다. 보다 자세하게는, 정렬 정밀도는 주어진 표면적 A 내에 포함된 전계 방출 소스의 숫자 N를 증가시킴에 의해 증대된다.

"상관 커플링 장치에의 사용을 위한 상관 마그네트 커플링 장치 및 방법"을 발명의 명칭으로 해서 2011년 2월 22자에 Cedar Ridge Rearach LLC 명의로 등록된 미국특허 제7,893,803호에는 상술된 상관 마그네트 부착 방식을 사용하는 압축가스 시스템 요소 커플링 장치가 개시되고 있다.

이와 같은 커플링 장치의 일예가 도2에 나타나 있는바, 이에는 암 부재 (1202)와 수 부재(1204)를 갖는 신속 연결 에어호스 커플링(1200)이 도시되고 있다.

상기 암 부재(1202)는 제1 자기장 방출 구조(1218)를 포함한다. 상기 수 부재(1204)는 제2 자기장 방출 구조(1222)를 포함한다. 두 자기장 방출 구조 모두 일반적으로 평탄하고 동일한 코드를 따르기는 하나 서로 간에 거울상을 이루고 있다. 커넥터 요소(1202)(1204)의 조작가능한 커플링과 실링은 이들 사이의 실질적인 기밀(airtight seal) 실행되기에 충분한 힘에 의해서 달성된다.

암 부재(1202)로부터 수 부재(1204)의 제거나 분리는 부착된 제1 및 제2 전계 방출 구조(1218)(1222)을 분리시킴에 의해서 달성된다. 상기 수 부재는 수 부재가 암 부재에 대하여 회전되어서 제1 및 제2 자기장 방출 구조가 오정렬되는 때에 해제된다.

폴리마그네트(polymagnet, 고무마그네트)의 정밀 정렬에 관한 기재는 아래에서 찾을 수 있다:

http:www.polymagnet.com/media/Polymagnet-White-Paper-3-Smart-

Magnet-for-Precision-Alignment.pdf.

종래의 필터 연결은 많은 기술적인 장애물이 있는바, 특히 다운스트림 전자적 기능과 관련한 문제가 심각하다. 그와 같은 기술적인 장애물에는 필터 카트리지 장착 초기나 동작 중에 필터 하우징의 전기적 요소 내로 유체가 유출되거나 도달하게 되는 것을 방지하는 것도 포함된다.

따라서 제조 비용을 실질적으로 증가시킴이 없음과 아울러 제조 공정의 복잡화를 초래함이 없이 상기의 기술적 장애물들을 극복한 개선된 필터 연결구에 대한 요구가 존재하고 있다.

본 발명은 다운스트림 전기적 기능성과 관련한 종래 필터 연결에서의 여러 기술적 장애물을 해결하기 위하여 필터 카트리지 및 대응되는 매니폴드를 위한 결합 구조로서 상술된 바의 상관 마그네트 기술을 적용하고 있다.

본 명세서상에서 기술되고 있듯이, 상관 마그네트 기술은 일예로 밸브나 스위치의 작동을 비롯한 개선된 필터 인증 및 위조방지 수단 등을 포함하는 필터 연결 구조에서 다양하게 구현되고 있다.

상기 종래 기술의 문제점과 단점을 감안하여, 본 발명은 상관 자기를 이용하는 필터 카트리지와 대응되는 필터 매니폴드용의 개선된 필터 연결 구조를 제공하는데 목적을 두고 있다.

본 발명의 다른 목적은 다운스트림 시스템 기능성과 결합하기 위한 초기 구동을 제공하는 상관 자기를 이용하는 개선된 필터 연결 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 필터 카트리지를 대응되는 필터 매니폴드에 장착함에 있어 다운스트림 전기 시스템 요소의 비-전기적 및 비접촉식 작동을 가능하게 하는 개선된 필터 연결 구조 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 초기 필터 카트리지 장착을 업스트림 및/또는 다운스트림 밸브로부터 분리시킴으로써 누출을 방지하는 개선된 필터 연결을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 적절한 필터 카트리지 장착을 확실하게 하기 위해서 효율적인 인증 및/또는 위조 방지 수단을 제공하는데에 상관 자기를 이용하는 개선된 필터 연결을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적과 장점들은 일부는 자명하게 될 것이고, 일부는 명세서 기재에 의해서 명확해지게 될 것이다.

통상의 기술자에게 명확해지게 될 상기의 목적과 그 외의 목적들은 여과 시스템의 한 양상을 띠는 본 발명에 의해서 달성되는바, 이와 같은 본 발명은 섬프, 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 작동가능한 회로로 이루어짐과 아울러 상기 섬프에 대해 방사상으로 배치된 전기 스위치 어셈블리, 및 상기 스위치 조립체에 대해 조작가능하게 결합된 제1 상관 마그네트를 포함하는 필터 매니폴드로 이루어진다. 상기 상관 마그네트는 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 상응하는 미리 정해진 공간력 함수에 관한 위치와 극성을 지니는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어진다. 또한 상기 여과 시스템은 여과재, 상기 여과재를 밀봉하는 제1 및 제2 단부 캡, 상기 제1 및 제2 단부 캡 사이에 위치하는 바디, 및 상기 필터 카트리지 바디의 외측면에 인접한 제1 또는 제2 단부 캡 상에 방사상으로 배치된 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트를 포함하는 필터 카트리지로 이루어진다. 일실시예에서 필터 카트리지의 제1 또는 제2 단부 캡의 하나는 필터 카트리지 바디의 외측 표면에 일체로 형성되거나 인접하여 연결되는 축방향의 연장부를 포함하며, 상기 제2 상관 마그네트는 상기 축방향 연장부 내에 위치한다.

상기 제1 및 제2 상관 폴리마그네트는 필터 카트리지가 섬프 하우징 내로 삽입되어 필터 카트리지의 정렬 위치로의 이동됨에 따른 자기 통신에 의해서 서로 연결되며, 상기 제1 상관 마그네트는 액츄에이터를 컨택하여 스위치를 활성화시키는 자기 통신의 결과로 섬프의 길이방향 축에 대해 가로 방향으로 이동한다. 적어도 하나의 실시예에서, 매니폴드는 밸브를 더 포함하며, 이때 스위치의 활성화는 상기 필터 카트리지로의 유체 흐름이 턴온되거나 턴오프되도록 밸브를 작동시킨다.

일실시예에서, 제1 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스는 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스와 정열됨으로써 필터 카트리지가 섬프 내로 삽입되어 정렬 위치로 회전하는 때에 마그네트들 사이에서 반발력이 발생된다.

섬프는 필터 카트리지가 섬프 내로 삽입되어 정렬 위치로 회전되는 때에 제1 또는 제2 단부 캡의 하나로부터 방사상 외측으로 연장되는 필터 보스나 러그(lug)와의 기계적인 결합을 위한 정렬 나사나 채널을 포함한다. 일실시예에서 상기 필터 카트리지는 제1 방향에서 섬프 내의 초기 삽입 위치로부터 정렬 위치로 약 90도 회전한다.

상기 여과 시스템은 필터 카트리지가 섬프 내로 삽입될 수 있도록 하는 투공을 포함하는 방사상으로 연장된 록킹 플레이트를 더 포함하는바, 상기 록킹 플레이트는 필터 카트리지가 섬프 내로 삽입되는 때에 제거가능한 록킹 커버의 보스나 러그와 기계적으로 결합하도록 하는 정렬 나사나 채널을 포함한다. 상기 록킹 커버는 섬프의 길이방향 축 주위로 회전가능하여 필터 카트리지를 축방향을 따르는 정열 위치로 병진시키게 된다.

일실시예에서, 상기 제1 상관 마그네트는 상기 스위치 어셈블리의 병진가능한 마그네트 하우징 내에 배치되며, 상기 마그네트 하우징은 대개 스프링에 의해 섬프의 길이방향 축을 향해서 바이어스됨과 아울러 직선적으로 슬라이드가능하게 되는데, 이는 필터 카트리지가 정렬 위치로 이동함에 따라 섬프의 길이방향 축에 대해 정상적인 방향에서 스위치를 활성화시키도록 액츄에이터를 컨택하는 자기 통신이 결과이다.

본 발명의 다른 기술적 특징은, 여과재, 상기 여과재를 밀봉하는 제1 및 제2 단부 캡, 상기 제1 및 제2 단부 캡 사이에 배치된 바디, 및 상기 필터 카트리지 바디의 외표면에 인접한 상기 제1 및 제2 단부 캡의 하나에 방사상으로 배치되는 제1 상관 마그네트로 이루어지는 필터 카트리지에 있다. 상기 제1 및 제2 단부 캡의 하나는 인접한 바디의 외표면과 일체로 형성되거나 이에 연결된 축방향 연장부를 포함하고, 상기 상관 마그네트는 축방향 연장부 내에 배치된다. 상기 제1 상관 마그네트는 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 상응하는 미리 정해진 공간력 함수와 관련한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어진다. 상기 제1 상관 마그네트는 필터 카트리지가 필터 매니폴드의 섬프 내로 삽입되어 정렬 위치로 이동되는 때에 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트와 인접하도록 구성된다.

상기 필터 카트리지 바디는 상기 제1 및 제2 단부 캡 사이에 배치되어 여과재를 커버링하는 덮개(sheath)나 슬리브를 더 포함한다. 다른 실시예에서, 필터 카트리지는 상기 제1 및 제2 단부 캡의 하나로부터 방사상으로 연장되는 필터 보스나 러그를 더 포함하는바, 이때 상기 필터 보스나 러그는 필터 카트리지가 정렬 위치로 회전함에 따라 섬프 하우징의 정렬 나사나 채널과의 기계적인 커플링이 이루어질 수 있도록 한다.

다른 실시예에서, 본 발명은 필터 카트리지와 필터 매니폴드를 서로 연결하는 방법을 제공하는바, 이는: 상기 필터 카트리지 바디의 외표면에 인접한 제1 및 제2 단부 캡의 하나에 방사상으로 배치된 상관 마그네트로 이루어진 필터 카트리지를 상술한 바의 필터 매니폴드의 섬프 내로 삽입하는 단계; 섬프 내의 필터 카트리지를 정렬 위치로 이동시키는 단계; 제1 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스를 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스와 정렬시켜서 마그네트들 사이에 반발력을 생성시키고 상기 제2 상관 마그네트는 섬프에 대해 방사상으로 배치된 스위치 어셈블리와 동작가능하게 결합되도록 하는 단계; 스위치를 활성화시키기 위해 액츄에이터와 컨택하는 자기 반발의 결과로 섬프의 길이방향 축에 대해서 가로 방향으로 제2 상관 마그네트의 병진이 이루어지도록 하는 단계로 이루어진다.

상기 섬프는 제1 및 제2 단부 캡의 하나로부터 방사상으로 연장된 필터 보스나 러그와의 기계적인 결합을 위한 정렬 나사나 채널을 포함하고, 상기 방법은 상기 필터 카트리지를 상기 섬프 내로 삽입하는 동안에 상기 필터 보스나 채널을 상기 정렬 나사나 채널과 정렬시키는 단계와, 상기 필터 카트리지를 정렬 위치로 회전시키는 동안에 상기 필터 보스나 러그가 상기 정렬 나사나 채널의 단부로 이동되도록 하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

일실시예에서 상기 필터 매니폴드는 필터 카트리지를 섬프 내로 삽입되도록 하는 투공을 포함하는 방사상으로 연장된 록킹 플레이트를 더 포함하며, 상기 록킹 플레이트는 필터 카트리지가 섬프 내로 삽입되는 때에 가동 록킹 커버의 보스나 러그와의 기계적인 결합을 위한 정렬 나사나 채널을 포함하고, 상기 록킹 커버는 필터 카트리지를 축방향을 따라 정렬 위치로 병진시키기 위해 섬프의 길이방향 축 주위로 회전가능하고, 상기 방법은 필터 카트리지를 섬프 내로 삽입하는 동안에 상기 록킹 커버 보스나 러그를 록킹 플레이트 정렬 나사나 채널과 정렬시키는 단계, 상기 록킹 커버로 하여금 상기 보스나 러그가 정렬 나사나 채널의 단부로 병진하여 필터 카트리지를 정렬 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

본 발명의 다른 기술적 특징은, 섬프를 포함하는 필터 매니폴드, 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 동작가능한 회로로 이루어짐과 아울러 섬프에 대해 축방향으로 배치된 전기 스위치 어셈블리, 및 상기 스위치 어셈블리에 작동가능하게 결합된 제1 상관 마그네트로 이루어지는 여과 장치로서, 이때 상기 제1 상관 마그네트는 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진에 상응하는 미리 정해진 공간력 함수와 관련된 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어진다. 상기 여과 장치는 바디를 갖는 하우징, 상기 하우징 바디 내에 배치된 여과재, 바디와 수밀성 밀봉을 형성하는 필터 헤드, 및 필터 헤드 내에 배치되거나 이에 연결되며 상면에 평행한 방향의 면(face)을 갖는 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트를 더 포함하여 이루어지며, 이때 상기 제2 상관 마그네트는 상기 필터 카트리지와 회전가능하다. 일실시예에서, 상기 필터 카트리지는 축 스템(axial stem)을 더 포함하고, 상기 제2 상관 마그네트는 필터 헤드의 상면에 평형하게 축 스템 내에 배치된다. 상기 제1 및 제2 상관 폴리마그네트는 필터 카트리지를 섬프 하우징 내로 삽입해서 카트리지를 정렬 위치로 회전시킴으로써 자기 통신을 통해서 서로 연결되고, 상기 제1 상관 마그네트는 스위치를 활성화시키기 위해 액츄에이터를 접촉하는 자기 통신의 결과로 섬프의 길이방향 축에 대해 축방향으로 병진한다. 적어도 하나의 실시예에서, 상기 매니폴드는 밸브를 더 포함하는데, 이때 스위치의 활성화에 의해서 필터 카트리지로의 유체 흐름을 턴온 및 턴오프시키는 밸브를 작동시킨다.

일실시예에서, 상기 제1 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스는 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스와 정렬되어, 필터 카트리지가 섬프 내에 삽입되어 정렬 위치로 회전되는 때에 마그네트들 사이에서 반발력이 발생된다.

상기 섬프는 필터 카트리지가 섬프 내에 삽입되고 정렬 위치로 회전되는 때에 필터 카트리지 하우징 바디로부터 방사상 외측으로 연장된 필터 보스나 러그와의 기계적인 결합을 위한 정렬 나사나 채널을 더 포함한다. 일실시예에서, 상기 필터 카트리지는 제1 방향에서 섬프 내의 최초 삽입 위치로부터 정렬 위치로 약 90도 회전한다.

일실시예에서, 상기 제1 상관 마그네트는 상기 스위치 어셈블리의 병진가능한 마그네트 홀더 내에 배치되며, 상기 마그네트 홀더는 일반적으로 스프링에 의해 필터 헤드를 향하여 바이어스되어 필터 카트리지가 정렬 위치로 회전됨에 따라 스위치를 활성화시키기 위하여 액츄에이터를 접촉하는 자기 통신의 결과로 섬프의 길이방향 축을 따라 축방향 슬라이딩이 가능하다.

본 발명의 다른 기술적 특징은, 섬프, 섬프에 대해 축방향으로 배치되어 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 작동가능한 회로로 이루어진 전기 스위치 어셈블리, 및 상기 스위치 어셈블리에 동작가능하게 결합된 제1 상관 마그네트를 포함하여 이루어지되, 이때 상기 제1 상관 마그네트는 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정열에 상응하는 미리 정해진 공간력 함수와 관련한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어지는 여과 장치에 있다. 상기 여과 장치는 바디를 갖는 하우징을 포함하는 필터 카트리지, 상기 하우징 바디에 배치된 여과재, 상기 바디와 수밀성 밀봉을 형성하는 필터 헤드, 및 상기 필터 헤드 내에 배치되거나 필터 헤드에 연결되며 상면과 평행한 방향의 면을 갖는 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트를 더 포함하여 이루어진다. 상기 제1 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스는 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스와 정열됨으로써 필터 카트리지가 섬프 내에 삽입되고 정렬 위치로 병진됨과 아울러 필터 카트리지의 정렬 위치로의 축방향 이동에 따라 마그네트들 사이에서 반발력이 발생되고, 상기 제1 상관 마그네트는 스위치를 활성화시키기 위해 액츄에이터를 접촉하는 자기 반발의 결과로 섬프의 길이방향 축에 대해서 축방향으로 병진한다.

일실시예에서, 제1 및 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스는 동심원상으로 배열된다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 바디를 갖는 하우징, 상기 하우징 바디 내에 배치된 여과재, 상기 바디와 수밀성 밀봉을 형성하는 필터 헤드, 및 상기 필터 헤드 내에 배치되거나 필터 헤드에 연결되며 상면에 평행한 방향의 면을 갖는 제1 상관 마그네트로 이루어진 필터 카트리지에 있다. 일실시예에서 상기 필터 카트리지는 축 스템을 더 포함하고, 상기 제1 상관 마그네트는 필터 헤드의 상면에 평행하게 상기 축 스템 내에 배치된다. 상기 제1 상관 마그네트는 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 상응하는 미리 정해진 공간력 함부와 관련한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어진다. 상기 제1 상관 마그네트는 필터 카트리지가 필터 매니폴드의 섬프 내로 삽입되어 정렬 위치로 회전되는 때에 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트에 인접하도록 구성된다.

상기 필터 카트리지는 하우징 바디로부터 방사상으로 연장된 필터 보스나 러그를 더 포함하는바, 상기 필터 보스나 러그는 섬프의 정렬 나사나 채널과의 기계적인 결합이 가능하도록 한다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 필터 카트리지와 필터 매니폴드를 서로 연결하는 방법으로서: 필터 헤드 내에 배치되거나 필터 헤드에 연결되며 상면에 평행한 방향의 면을 갖는 상관 마그네트로 이루어진 필터 카트리지를 필터 매니폴드의 섬프 내로 삽입하는 단계; 섬프 내의 필터 카트리지를 정열 위치로 회전시키는 단계; 상기 제1 상관 마그네트의 다수의 자기자 방출 소스를 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스와 정렬시켜서 마그네트들 사이에서 반발력이 발생되고 제2 상관 마그네트는 상기 섬프에 대해 축방향으로 배치된 스위치 어셈블리에 동작가능하게 결합되도록 하는 단계; 및 스위치를 활성화시키기 위해 액츄에이터를 접촉하는 자기 반발의 결과로 섬프의 길이방향 축에 대해 축방향으로 병진이 이루어지도록 하는 단계로 이루어진다.

상기 섬프는 필터 카트리지 하우징 바디로부터 방사상 외측으로 연장된 필터 보스나 러그와의 기계적 결합을 위한 정렬 나사나 채널을 더 포함하고, 상기 방법은 필터 카트리지를 섬프 내로 삽입하는 동안에 상기 필터 보스나 채널을 정렬 나사나 채널에 정렬시키는 단계; 및 필터 카트리지가 정렬 위치로 회전하는 동안에 상기 필터 보스나 러그가 정렬 나사나 채널의 단부로 병진하도록 하는 단계를 더 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 섬프를 포함하는 필터 매니폴드, 섬프에 대해 방사상으로 배치되어 개방 및 폐쇄 위치 사이를 작동가능한 회로로 이루어진 전기 스위치 어셈블리, 및 상기 스위치 어셈블리에 동작가능하게 결합된 제1 상관 마그네트로 이루어진 여과 장치로서, 이때 상기 제1 상관 마그네트는 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 상응하는 미리 정해진 공간력 함수에 관한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어진다. 상기 여과 장치는 바디와 바디에 대해 수밀 밀봉을 형성하는 상부를 갖는 하우징을 포함하는 필터 카트리지를 더 구비하고, 이때 상기 상부는 유입 및 유출 유체 포트와 상기 하우징 상부와 일체로 또는 이에 연결된 축방향 연장 돌기, 하우징 바디에 배치된 여과재, 및 축방향 연장 돌기가 형성된 하우징 상부 내에 배치되거나 하우징 상부에 연결되고 하우징 바디의 길이방향 축과 평행하게 향하는 면을 갖는 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트를 포함한다. 상기 제1 및 제2 상관 폴리마그네트는 필터 카트리지를 축방향을 따라 섬프 내로 삽입하고 필터 카트리지를 정열 위치로 이동시킴에 의해서 자기 통신을 통해서 서로 연결되며, 상기 상관 마그네트는 스위치를 활성화시키기 위해 액츄에이터를 접촉하는 자기 통신의 결과로 섬프의 길이방향 축의 수직 방향에서 병진한다. 적어도 하나의 실시예에서 매니폴드는 밸브를 더 포함하며, 이때 스위치의 활성화는 필터 카트리지로의 유체 흐름을 턴온 및 턴오프시키는 밸브를 작동시킨다.

일실시예에서, 상기 제1 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스는 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스와 정렬되어서 필터 카트리지가 섬프 내에 축방향으로 삽입되어 정렬 위치로 이동한 때에 마그네트들 사이에서 반발력이 발생된다.

상기 섬프는 필터 카트리지가 축방향으로 섬프 내로 삽입된 때에 필터 카트리지 하우징 바디로부터 방사상 외측으로 연장되는 리브(rib)나 핀(fin)과의 기계적인 결합을 위한 정렬 나사나 채널을 더 포함한다.

일실시예에서, 상기 제1 상관 마그네트는 스위치 어셈블리의 병진가능한 마그네트 하우징 내에 배치되며, 상기 마그네트 하우징은 일반적으로 스프링에 의해 섬프의 길이방향 축을 향해 바이어스되고 스위치를 활성화하기 위해 액츄에이터를 컨택하는 섬프의 길이방향 축에 수직한 방향에서의 자기 통신의 결과로 직선적으로 슬라이딩이 가능하다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 바디를 갖는 하우징과 상기 바디와 수밀 밀봉을 형성하는 상부로 이루어지는 필터 카트리지에 있는바, 이때 상기 상부는 유입 및 유출 유체 포트와, 상기 상부와 일체이거나 상부에 연결되는 축방향 연장 돌기와, 상기 하우징 바디에 배치된 여과재와, 하우징 상부의 축방향 연장 돌기 내에 또는 연결되어 배치되고 상기 하우징 바디의 길이방향 축과 평행하게 향하는 면을 갖는 제1 상관 마그네트로 이루어진다. 일실시에에서, 축방향 연장 돌기는 필터 하우징 상부의 중심축을 벗어나 있다. 상기 제1 상관 마그네트는 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 상응하는 미리 정해진 공간력 함수와 관련한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어진다. 상기 제1 상관 마그네트는 상기 필터 카트리지가 축방향으로 필터 매니폴드의 섬프 내의 정렬 위치로 삽입되는 때에 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트에 근접하여 형성된다.

일실시예에서, 상기 필터 카트리지는 상기 하우징 바디로부터 방샤상 외측으로 연장되는 리브나 핀을 더 포함하는바, 이때 상기 리브나 핀은 필터 카트리지가 축방향을 따라 섬프 내로 삽입되는 때에 섬프의 정렬 나사나 채널과의 기계적인 결합을 이루도록 한다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 필터 카트리지와 필터 매니폴드를 서로 연결하는 방법에 있는바, 이는:하우징 상부의 축방향 연장 돌기 내에 배치되거나 연결되며 상술한 바의 하우징 바디의 길이방향 축에 평행하게 향하는 면을 갖는 상관 마그네트로 이루어진 필터 카트리지를 필터 매니폴드의 섬프 내로 삽입하는 단계; 섬프 내의 필터 카트리지를 축방향의 정렬 위치로 삽입하는 단계; 제1 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스를 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스와 일치시켜서 마그네트들 사이에서 반발력이 발생되도록 하고, 상기 제2 상관 마그네트는 섬프에 대해 축방향으로 배치된 스위치 어셈블리에 작동가능하게 결합되도록 하는 단계; 상기 스위치의 활성화를 위해 액츄에이터를 접촉하는 자기 통신의 결과로 섬프의 길이방향 축에 수직인 방향에서 상기 제2 상관 마그테트의 병진이 이루어지도록 하는 단계로 이루어진다.

상기 섬프는 필터 카트리지 하우징 바디로부터 방사상 외측으로 연장된 리브나 핀과의 기계적인 결합을 위한 정렬 나사나 채널을 더 포함하고, 상기 방법은 필터 카트리지를 섬프 내로 삽입하는 동안에 상기 필터 카트리지 리브나 핀을 상기 정렬 나사나 채널에 정렬시키는 단계와 축방향으로 상기 필터 카트리지를 정렬 위치로 삽입하는 동안에 상기 필터 카트리지 리브나 핀이 상기 정렬 나사나 채널의 단부로 병진하도록 하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 특징들은 신규한 것으로 여겨지며 본 발명의 특징적 구성은 특별히 뒤따르는 특허청구의 범위에 설정되고 있다. 도면은 단지 예시적인 것으로서 축척에 따라 작도된 것은 아니다. 한편 본 발명은 그 자체로서 그 구조와 동작 방법이 아래의 도면을 참조한 상세한 설명을 통해서 최선으로 이해되어질 것이다.
도1은 서로 자기적으로 부착된 두 개의 요소를 갖는 종래 장치이고,
도2는 부착을 위한 상관 마그네트의 배치를 보여주는 종래 에어호스 커플링의 신속 연결 구조이며,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 필터 카트리지 단부 캡 중의 하나에 방사상으로 부착되는 상관 마그네트를 갖는 그린 필터 카트리지의 사시도이고,
도4는 건식 교환 슬리브가 제거된 상태의 본 발명의 일실시예에 따른 그린 필터 카트리지의 사시도이며,
도5는 필터 카트리지가 장착되지 않은 상태의 그린 필터 카트리지와 이에 대응되는 본 발명의 일실시예에 따른 필터 매니폴드를 포함하는 여과 장치에 대한 측면도로서, 상기 필터 매니폴드는 다운스트림 시스템 기능에의 결합을 위하여 전자 스위치에 동작가능하게 결합되는 제2, 쌍을 이루는 상관 마그네트를 포함하고,
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 필터 매니폴드용 록킹 플레이트의 사시도이며,
도7은 도6의 록킹 플레이트의 사시도에서 본 발명의 일실시예에 따른 장착 위치에서의 필터 카트리지용 록킹 커버가 구비된 상태이고,
도8은 도7의 필터 카트리지 록킹 커버에 대한 사시도이며,
도9는 도7의 A-A선에 따른 단면 사시도로서, 필터 카트리지가 장착 위치로 이동함에 따라 록킹 커버에 방사상으로 배치된 보스나 러그가 매니폴드 록킹 플레이트의 정렬 레일이나 정렬 나사에 가이드되어 수용된 상태이고,
도10은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치 어셈블리의 사시도이며,
도11은 도10의 스위치 어셈블리에서 어셈블리의 내부 요소들을 보여주기 위해서 장착 브래킷이 제거된 상태이고,
도12는 도4의 여과장치에서 필터 카트리지가 장착 위치에 있고 스위치가 활성화된 상태이며,
도13은 도12의 여과 장치에 대한 단면 사시도이고,
도14는 도13의 여과 장치에서, 필터 카트리지가 장착 위치일 때 쌍을 이루는 상관 마그네트의 위치를 보여주고 있으며,
도15는 필터 카트리지의 미장착 상태인 때의 필터 카트리지와 이에 상응하는 본 발명에 따른 필터 매니폴드를 포함하는 여과 장치의 다른 실시예에 대한 사시도로서, 상기 필터 카트리지는 결합을 이루고 있는 필터 헤드의 표면과 평행하게 위치한 상관 마그네트를 포함하며, "키형(keyed)" 제2 상관 마그네트는 전자 스위치와의 결합을 위해 매니폴드의 결합면에 결합되도록 동작되고,
도16은 도15의 여과 장치에서 가려진 필터 매니폴드의 상관 마그네트의 초기 위치를 보인 것이며,
도17은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치 어셈블리의 사시도이고,
도18은 도17의 분해사시도이고,
도19 및 도20는 각각 비장착 위치에서의 도15의 여과 장치에 대한 사시도와 측단면도이며,
도21 및 도22는 각각 필터 매니폴드 내에서 필터 카트리지가 90도 회전하여 장착 위치로 향하고 있는 상태의 도15의 여과 장치에 대한 사시도와 측단면도이고,
도23 및 도24는 장착 위치에서의 도15의 여과 장치의 사시도와 측단면도 이며,
도25는 도19 내지 도25에 도시된 장착 방법에 따라 한 쌍의 상관 마그네트가 유효 작동 거리 내에서 회전함에 따른 회전각의 함수로서의 자기지지력에 대한 그래프이고,
도26은 필터 카트리지 하우징의 길이방향 축과 평행하며, 필터 카트리지 하우징의 상부로부터 위쪽으로 연장된 제1 상관 마그네트를 포함하는 본 발명에 따른 필터 카트리지의 다른 실시예에 대한 사시도이며,
도27은 필터 카트리지 하우징이 제거된 상태의 도26의 필터 카트리지에 대한 사시도이고,
도28은 비장착 상태의 도26의 필터 카트리지와 결합용 필터 매니폴드에 대한 사시도로서, 상기 필터 매니폴드는 부분적으로 투명하여 매니폴드의 쌍을 이루는 상관 마그네트와 스위치 어셈블리를 표시하며,
도29는 도28의 스위치 어셈블리에 대한 사시도이고,
도30은 도28-29의 필터 인터커넥트의 사시도이고
도31은 도30의 필터 인터커넥트에서 필터 매니폴드가 부분적으로 투명해서 필터 크ㅌ리지 유입 및 유출 포트 사이의 상호 연결과 필터 매니폴드의 유입 및 유출 지지대를 보여주며,
도32는 도28의 C-C선 단면도이고,
도33은 도28의 C-C선 단면도에서, 필터 카트리지가 부분적으로 필터 매니폴드에 삽입된 상태를 보여주고 있으며,
도34는 도28의 C-C선 단면도에서, 필터 카트리지가 활성화된 리미트 스위치와 연결 또는 장착된 위치 또는 상태에 있는 것을 보여주고 있다.

본 발명의 실시예를 기술함에 있어서 도1 내지 도34의 도면에서 본 발명의 유사한 기술적 특징구성에 관해서는 유사한 도면부호가 부여되고 있다.

여기서 사용되고 있는 특정 용어들은 단순히 설명의 편의를 위한 것일뿐 본발명을 한정하기 위해서 사용되고 있는 것은 아니다. 예를 들면, "상부", "하부", "좌", "우", "앞", "뒤", "수평", "수직", "위쪽", "아래쪽", "시계방향", "반시계방향", "길이방향", "측면의", "방사상" 등의 용어로서, 이들은 단지 도면에 도시된 형상을 설명하고자 할 뿐이다. 실제로 적시되고 있는 요소들은 어떠한 방향도 그리고 어떠한 용어도 취할 수 있음으로 해서 달리 특정되지 않는 한 그러한 변화는 아우르는 것으로 이해되어야 할 것이다. 명확하게 할 목적으로, 동일한 도면 부호가 도면상에서 유사한 부재를 인식하는데 사용되고 있다.

이에 더하여, 주요 기재에서, "일예의", "예시적인" 등의 용어는 실시예, 실예 또는 예시로서 작용하는 의미로 사용된다. 여기서 "일예의" 또는 "예시적인"라고 설명되는 어떠한 특징이나 구조도 다른 특징이나 구조에 비해 바람직하다거나 유리한 것으로 해석되도록 의도하는 것은 아니다. 오히려, "일예의" 또는 "예시적인"이란 본 발명의 개념을 기존의 정형화된 양식에 따라 의도하고 있을 뿐이다.

여기서 코드화된 폴리마그네트로도 서로 교체가능하게 언급되고 있는 상관 마그네트는 교대식 극성(alternating poles)의 영역을 포함한다. 교대식 극성의 이러한 패턴은 자기장을 집중 및/또는 형성하여 독특한 특성의 마그네트 결합쌍을 제공한다. 본 발명은 특정한 상보적 마그네트와 쌍을 이룰 때에만 최대 효율(자기 인력 또는 반발)을 달성하는 상관 마그네트의 특징인 "고 자동-상관 및 저 교차-상관"을 지니는 상관 마그네트 구조를 이용한다. 이와 같은 상관 마그네트의 일예가 "장치의 동작을 가능하게 하는 키 시스템"이라는 발명의 명칭 하에 2012년 11월 20일자에 Correlated Magnetic Rearch LLC 명의로 등록된 미국특허 제8,314,671에 개시되고 있다. 또한 상관 마그네트는 조밀하고 조정가능한 자기장 특성을 지님에 따라 보다 짧은 동작 거리에서 보다 높은 힘을 갖는 특별히 조작된 힘 곡선 (engineered force curves)을 가능하게 한다.

또한 상관 마그네트는 아래의 그래프에서 예시되고 있듯이 마그네트 쌍의 상대적인 회전 방향에 따라서 자기력이 변화되도록(예를 들면, 90도 간격으로 반발-인력-반발-인력) 설계되어질 수 있다.

본 발명은 상관 마그네트, 스프링 및 단순한 기계의 조작된 장치를 통해서 보다 높은 수준의 제어 및 중요한 시스템 기능에 대한 타이밍과 작동의 유연성을 부여하는 필터 인터커넥트에 작용되는 자기 반발 모델을 이용한다. 상기 설계에는 전자 시스템의 비전기적 및 비접촉식 작동을 통해서 다운스트림 기능이 수행되도록 초기 구동을 제공하는 필터 카트리지 하우징 및 필터 매니폴드 각각의 내부/위에 배치된 "키형(keyed)" 상관 마그네트의 결합 세트가 일체로 형성된다. 본 명세서 상에서 설명되고 있는 본 발명의 실시예는 물의 흐름을 허용하는 다운스트림 밸브(예를 들면, 스풀 밸브나 여타의 밸브)의 동작을 예시하고 있는바, 이는 관련 분야의 통상의 기술자에게 밸브의 작동은 본 발명의 범위 내에서 의도되고 있는 다운스트림 요소의 한 예일 뿐인 것으로서, 도징 설비(dosing system)나 다른 전자 시스템 등의 여타 요소들이 배제되는 것은 아닌 것을 이해되어져야 할 것이다.

이는 한 쌍의 마그네트, 바람직하기로는 정렬 위치에 있을 때 연결 쌍의 각 요소가 서로 평행한 방향의 상관 마그네트에 의해서 달성되는바, 이때 제1 코디드 (coded) 폴리마그네트는 필터 카트리지상에 배치되고, 상보적, 쌍을 이루는 코디드 폴리마그네트는 상기 필터 카트리지를 제 위치에 고정시키도록 구성된 매니폴드상에 위치한다. 여기서 언급되고 있는 "상관 마그네트"나 "코디드 폴리마그네트"는 다수의 극 영역을 갖는 단일 마그네트로 구성되거나, 경우에 따라서는 소정의 특성을 갖는 극성 패턴을 생성하도록 배열된 다수의 마그네트로 이루어질 수 있다. 적어도 한 실시예에서 재료의 얇은 층이 도입되어 두 개의 폴리마그네트를 물리적으로 분리시킴에 따라 이들이 물리적인 접촉면을 구비하지는 못하지만 여전히 자기적으로 서로 간에 반발할 수 있다.

"키형" 폴리마그네트가 올바르게 정렬되고 유효 작동 거리 내에 도달하게 되면 두 마그네트 사이에 반발력이 발생되는 결과를 낳는다. 필터 카트리지상에 배치되는 폴리마그네트는 고정된 상태이나, 결합용 필터 매니폴드 내에/상에 배치된 대응되는 폴리마그네트는 병진이 허용된 스프링의 기계적인 힘에 대항해서 작용하게 된다. 매니폴드 상에 위치한 마그네트의 역할은 통상은 스프링에 의해 제1 위치에서 바이어스된 전자 스위치의 활성화를 통해서 밸브(예를 들면, 스플 밸브, 캠 및 포핏 밸브, 및 여타의 밸브)의 작동을 돕는 것이다. 후술되듯이, 스프링과 상관 마그네트 커플의 힘 곡선은 대응하는 "키형" 폴리마그네트 세트가 스프링력을 극복하고 스위치를 활성화시키기에 충분한 자기력을 제공할 수 있도록 설계된다. 상기 스프링이 충분히 압축되었을 때, 하나 또는 그 이상의 중요한 시스템 기능, 즉 예를 들면 업스트림 및/또는 다운스트림 밸브, 도징 설비, 또는 여타의 전자 장치 등이 작동된다.

장착 중에, 상기 필터 카트리지는 정렬 레일이나 정렬 나사 및 보스/러그 시스템에 안내되어서 상관 마그네트는 필터 카트리지 상에 배치되고 매니폴드 상의 대응하는 상관 마그네트는 장착-록킹 위치(installed-locked position)에서 비접촉 상태로 정렬(반반력을 형성하는 상태로)된다. 적어도 하나의 실시예에서, 매니폴드 내의 상관 마그네트는 필터 마그네트에 의해 반발되어진 때에 리미트 스위치를 물리적으로 작동시킨다. 장착-언록킹 위치(installed-unlocked position)에서 상기 필터가 매니폴드 내에 처음에 완전하게 삽입되면, ○-링은 밀봉되지만 필터와 매니폴드 마그네트들을 정렬되지 않는 결과로 업스트림 및/또는 다운스트림 밸브(들)는 개방되지 않아서 필터 부재를 통한 물의 흐름이 허용되지 않는다. 이어서 상기 필터 어셈블리는 90도 회전되어 장착-록킹 위치로 됨으로써 "키형" 상관 마그네트와의 정렬이 이루어지게 되고, 그에 따라 최대 효율(자기 반발)을 달성해서 스프링력을 극복하고 상기 매니폴드 마그네트의 직선적인 병진을 유도하여 리미트 스위치를 활성화시키게 된다. 일실시예에서 스위치의 포지티브 결합은 업스트림 및/또는 다운스트림 밸브를 개방하여 물의 흐름이 이루어지도록 한다.

도3 내지 도14에는 본 발명에 따른 필터 카트리지와 매니폴드가 집합적으로 도시되고 있다. 교체가능한 필터 카트리지(30)는 단부 캡(34, 36) 사이에 장입된 여과재(32)로 이루어지며, 상기 카트리지 바디의 외표면 근처의 카트리지 상부에 위치하는 상관 마그네트(40)을 포함한다. 단부 캡(36)은 여과재(32)를 고정함과 아울러 매니폴드(50)에의 연결을 용이하게 하기 위해 일체로 형성된 매니폴드 컵(35)을 포함한다. 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 단부 캡(34)은 외표면이나 마그네트 (40)를 고정시키거나 매입되도록 하는 축방향을 따라 하향 연장된 자기 하우징 (39)을 포함한다. 필터 카트리지(30)는 유입 및 유출 유체 포트를 구성하는 축 스템(31)을 더 포함한다. 필터 카트리지(30)는 초기에 매니폴드(50) 내의 섬프 하우징(56) 내부로 삽입가능하여 부분적-장착 위치로 되는바, 이때에는 ○-링은 밀봉되지만 다운스트림 밸브는 개방되지 않아서 물의 흐름은 허용되지 않는다(도5). 필터 카트리지 바디를 형성하며 여과재(32)와 필터 컵(35)를 감싸는 건식 교환 슬리브 (33)는 필터 카트리지가 섬프 내로 삽입되는 때에 여과재(32)와 섬프(56) 사이에 배치된다.

도5에 도시되고 도6 및 도7에서 잘 드러나듯이, 일실시예에서 매니폴드(50)는 필터 카트리지(30)를 섬프(56) 내로 삽입할 수 있도록 하는 투공을 포함하는 방사상으로 연장된 록킹 플레이트(30)를 포함함과 아울러, 필터 카트리지(30)가 섬프 하우징에 삽입되어 매니폴드(50)에 연결되는 때에 록킹 커버(42)의 필터 보스나 러그(44)를 수용함으로써 필터 카트리지(30)를 위한 "진입 트랙(entry track)"을 표시하는 정렬 레일이나 나사(52)를 더 포함한다. 정렬 나사(52)는 "Z-나사"로서 제1 의 언록킹 위치에 있는 필터 카트리지(30)가 90도 회전해서 도6에 도시된 바와 같이 제2의 록킹된 위치로 되도록 하는 나사가 형성되어 있다.상기 정렬 나사(52)는 "Z-나사"나 그 외의 연속된, 분절된 경로로 한정되는 것은 아니고, 필터 카트리지가 섬프 내로 삽입됨에 따라 유효 작동 거리 이내에서 상기 나사가 상관 마그네트 (40, 54)를 가져오도록 기능을 하는 한 본 발명의 범위 내에서 다른 형상의 연속 패스웨이나 나사도 적용 가능하다. 도7 및 도8에 도시된 바와 같이 록킹 커버(42)는 필터 카트리지의 단부 캡(34)에 연결되어 필터 어셈블리의 장착을 돕는다. 록킹 커버(42)가 회전함에 따라 보스나 러그(44)가 정렬 레일(52)을 따라 그 단부로 병진하게 되고, 필터 카트리지를 하향 축방향(즉, 섬프 내부로)으로 밀어 붙이게 된다. 도13에서 보여지듯이, 정렬 레일(52) 내에서의 보스나 러그(44)의 상기와 같은 단부 회전 위치는 필터 카트리지(30)와 필터 마그네트(40)가 여과 동작용 정렬 위치에 놓이도록 한다. 도시된 실시예에서 록킹 커버(42)는 필터 카트리지가 회전함이 없이 병진하는 동안에 섬프의 길이방향 축을 중심으로 회전가능한 바, 다른 실시예에서는 단부 캡(34)과 록킹 커버(42)는 두 개의 연결 구조로서가 아니라 단일 몰딩 피스로 형성되어 필터 카트리지가 회전하여 정렬 위치로 될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 필터 어셈블리는 록킹 커버를 포함하지 않고 상기 필터 카트리지의 단부 캡이 매니폴드의 정렬 채널이나 트랙 내로 수용되기 위해서 외표면 상에 방사상으로 배치된 보스나 러그를 포함한다.

도5에 도시되고 도10 내지 도11에서 가장 잘 보여지듯이, 매니폴드(50)는 보스나 러그(44)가 정렬 레일(52)의 단부에 있을 때 필터 마그네트(40)와의 정렬을 위해서 위치하는 대응되는 "키형" 또는 쌍을 이루는 상관 마그네트(54)를 포함한다. 상관 마그네트(54)는 다운스트림 밸브를 작동시키기 위한 스위치 어셈블리(60)의 일부분이다. 도10에 도시된 바아 같이, 스위치 어셈블리(60)는 장착 브래킷(66) 내에 배치되며 마그네트(54), 스프링(62) 및 리미트 스위치(68)용 접촉 세트에 기계적으로 링크된 액츄에이터(64)로 이루어진다. 마그네트(54)는 리미트 스위치(68)와 동작가능하게 결합되고 보통 때는 스프링(62)에 의해 닫힌 위치로 바이어스된다.

필터 마그네트(40)와 매니폴드 마그네트(54)가 정렬되고 유효 작동 거리에 도달하는 때에는 도12 내지 도14에 도시된 바와 같이, 두 마그네트 사이에 반발력이 초래된다. 상기 스프링(62) 및 마그네트 결합(40, 54)의 힘 곡선은 스위치의 스프링력을 극복하기에 충분한 자기 반발인 최대 효율에서 도14에서의 화살표와 같이 스프링을 압축하여 홀더(58)가 액츄에이터(64)와 접촉하도록 해서 리미트 스위치 (68)를 활성화시키는 전기적 연결이 이루어지도록 설계된다. 상기 스프링이 완전히 압축된 때 리미트 스위치(68)가 활성화되어 밸브(도면 미도시)를 작동시켜서 물의 흐름이 이루어지도록 한다. 일실시예에서, 도14에 가장 잘 나타나 있듯이, 필터 카트리지(30)가 장착-록킹 위치일 때, 필터 마그네트(40)와 매니폴드 마그네트(54)는 약 4mm의 유효 작동 거리에 있다. 필터 카트리지가 매니폴드에 연결되는 때에 섬프 하우징(56)의 일부가 마그네트들 사이에 배치되어서 마그네트들(40, 54) 사이의 접촉을 막기는 하나 여전히 자기적 연대(magnetic coorperation)가 이루어지도록 한다. 섬프 하우징(56)은 필터 매니폴드의 성형부로서 필터 카트리지용 압력 용기로 작용하는 바, 이는 대개 여과재를 감싸는 플라스틱 필터하우징이다. 교체가능한 필터 카트리지에서는 압력 베어링 필터 하우징이 없기 때문에 필터 카트리지의 제작시에 플라스틱의 사용량을 감소시킬 수가 있어서 "친환경" 필터링이 촉진된다. 일실시예에서 도3에서와 같이 필터 카트리지(30)는, 여과재(압력을 흡수할 수 없는)를 감싸는 폴리에틸렌 건식 교환 슬리브(33)로서 필터 카트리지 "바디"를 구성하는 덮개나 여타의 얇은 재질층을 포함하고, 젖은 여과재를 사용자가 접촉하지 않고서 매니폴드로부터 필터 카트리지를 제거 및 교체할 수 있도록 형성된다.

도14에 도시된 바와 같이, 일실시예에서 스프링(62)은 리미트 스위치(68)의 활성화를 위해 추가적인 4mm의 이동을 필요로 하고, 그에 따라 쌍을 이루는 마그네트(40, 54)는 약 8mm의 거리에 충분한 자기 반발력을 발생시키도록 구성된다. 요구되는 거리의 2배에 충분한 자기 반반력을 제공함으로써 설계 및 제조 공차의 신뢰성을 확보할 수 있음과 아울러 확실한 스위치 활성화를 도모할 수 있게 된다. 상기의 마그네트는 조밀하고 조정가능한 자기장을 갖는 특징이 있음으로 해서 보다 짧은 작동 거리에서 보다 높은 힘을 갖는 힘 곡선을 정밀하게 설계할 수 있다. 기존의 마그네트은 그와 같이 짧은 유효 거리에서 설계 실현 가능성의 문제에 봉착하는 마그네트의 물리적 크기를 크게 증가시킴이 없이 충분한 자기력을 생성할 수가 없다. 본 발명에서 사용되는 물리적으로 작은 마그네트는 상관 마그네트가 바람직한 바, 그 이유는 매우 짧은 작동 거리에서 얻을 수 있는 강도 장점에 있음이 본 발명이 속한 통상의 기술자에게 이해되어야 할 것이다. 마그네트들 사이의 유효 작동 거리가 4mm라고 한 것은 단순히 예시적인 것으로서, 다른 실시예에서는 설계 요구에 따라 4mm 보다 짧은 유효 작동 거리를 나타낸다. 4mm 보다 큰 유효 작동 거리도 실현 가능하다.

다운스트림 시스템 기능을 결합하기 위한 초기 드라이브를 제공하는 것 이외에도, 필터와 매니폴드 마그네트(40, 54) 사이의 자기 통신은 필터 인증 및 위조방지 조치를 제공하는 추가적인 이점이 있다. 상관 마그네트(40, 54)의 극성 배열이나 패턴이 상응하는 "키형"이나 쌍을 이루는 것이 아닌 경우에는, 자기 통신은 스위치 어셈블리(60)를 작동시키기 못하게 될 것이고, 그에 따라 물의 흐름을 가능하게 하는 밸브는 개방되지 않게 될 것이다. 이에 따라 정품 OEM 필터 카트리지만이 기능을 발휘하게 될 것이고, 비-OEM 또는 위조 필터 카트리지는 작동하지 못할 것이다. 이는 위조 시장을 제한하게 되는데, 기계적으로는 결합용 매니폴드와는 연결되나 그럼에도 불구하고 정품 교체 부품의 여과재와는 달리 오염물질이나 불순물의 제거에 효과적인 여과재가 장입되어 있지 않은 비정품 교체 필터 카트리지의 구입을 통해서 비용을 절감할 수 있다고 믿는 깨끗한 음용수를 찾는 소비자의 안전과 관련하여 특히 중요하다.

도15 내지 도24에는 본 발명의 다른 실시예가 나타나 있는바, 본 실시예의 상관 마그네트의 극성 배열이나 패턴은 특정 힘 곡선의 상대적인 회전방향에 특징이 있다. 도15는 비장착 위치에 있는 필터 인터커넥트를 보여주고 있다. 교체가능한 필터 카트리지(130)는 필터 하우징 바디(132) 내에 배치된 통상적인 여과재로 이루어진다. 필터 카트리지(130)는 축 스템(131)과 필터 헤드(133)의 표면과 평형하게 상기 스템 내에 배치된 제1 상관 마그네트(140)를 더 포함한다(도16). 필터 카트리지 (130)는 초기에 매니폴드(150)의 섬프(156) 내부로 삽입되어 장착-언록킹 위치로 되는바, 이때 ○-링은 밀봉 상태로 되나 다운스트림 밸브는 개방되지 않아서 물의 흐름은 허용되지 않는다(도15).

도16에 도시된 실시예에서, 한 쌍의 상관 마그네트는 필터 헤드의 표면 및 매니폴드의 결합 표면 각각과 평행하게 위치한다. 상기 필터 마그네트(140)는 면 내에 고정되고, 결합 "키형" 매니폴드 마그네트(154)는 스프링(160)에 회전이 금지된 상태로 스프링(160)에 의해 지지되는 다운스트림 밸브 작동용 스위치 어셉블리 (160)의 일부분이다. 도17에 도시된 바와 같이, 스위치 어셈블리(160)는 마그네트 홀더 또는 캡(158) 내에 배치된 제2, 쌍을 이루는 상관 마그네트로 이루어지며, 상기 제2, 상관 마그네트는 통상적으로 스프링(162)에 의해 축방향으로 연장된 위치로{즉, 필터 마그네트(140)를 향해서} 바이어스되어 있다. 스프링(162) 안쪽에는 리미트 스위치(168)가 배치되어 액츄에이터(164)에 의해 활성화되고, 스위치(168)는 PCB(169)와 연결된다. 베이스(159)에 이해서 스위치 어셈블리가 완성된다. 도17에 도시된 바와 같이, PCB(169)는 리드 와이어를 통해서 다운스트림 밸브 등의 다운스트림 시스템 요소들과 연결되어 진다.

장착 동안에 필터의 회전은 순 인력/중립(neutral) 영역으로부터 피크 반발에 이르기까지의 자기 상호작용을 조절한다.

매니폴드 상의 정렬 나사(152)와 필터 카트리지 하우징(132) 상에 방사상으로 배치된 보스나 러그(144)로 이루어진 정렬 트랙이나 나사 및 관련된 필터 보스 시스템은 필터-매니폴드 마그네트 방향의 타이밍과 작동 거리에 대한 제어를 제공하기 위해서 통합되어 진다. 도19 내지 도24는 매니폴드(150) 내에 필터 카트리지 (130)를 장착하는 방법을 보여주고 있다. 도19 내지 도24에 도시된 바와 같이, 정렬 나사(152)는 필터 보스나 러그(144)를 수용하기 위하여 "Z-나사"로 구성되어, 필터 카트리지(130)가 회전함에 따라 장착-록킹 위치로 된다. 도19는 초기 비장착 위치의 필터 카트리지(130)를 보여주고 있다. 초기 장착 단계의 지점 A에서상기 나사나 트랙 시스템은 필터와 매니폴드 마드네트들이 유효 동작 거리로 가져오도록 하여 ○-링을 안착시키는 기계적인 장점을 제공한다. 이와 같은 상대적인 방향에서 발생되는 자기력은 인력, 중립 또는 약-반발력이 될 수 있다. 도20의 단면도와 도16에서와 같이, 지점 A에서 마그네트(140, 154)는 위상 또는 정렬에서 90도만큼 벗어나 있다.

도21 및 도22에서와 같이, 위치 B에서 필터 ○-링은 완전하게 안착되고 상관 마그네트 쌍은 유효 동작 거리 내에 있되 약 45도 상이 벗어나 있다. 마그네트의 상대적인 방향은 정렬로부터 약 45도에서 순반발 영역으로 진입하는바, 이때 자기 반발력은 스프링력을 극복하고 상관 마그네트-스프링 시스템을 구동시키기에는 충분하지 않다. 도23과 도24에 도시된 바의 지점 C에서, 필터 카트리지(130)는 회전되어 장착-록킹 위치 또는 상태로 되고, 상기 상관 마그네트 쌍은 유효 동작 거리 내를 유지하게 된다. 한편, 마그네트의 상대적인 방향은 현재 피크 반발로 되어(즉, 마그네트가 동일한 상인) 상기 상관 마그네트-스프링 시스템을 구동시킴과 아울러 의도된 다운스트림 시스템 기능을 동작시키기에 충분한 반반력을 발생시킨다. 도24에 도시된 바와 같이, 마그네트들(140, 154) 사이의 반발력이 마그네트 홀더 (158)를 화살표 방향인 축방향을 따라 아래쪽으로 병진시키킴에 따라 스프링(162)을 눌러서 액츄에이터(164)로 하여금 리미트 스위치(168)를 활성화시키도록 하고, 그 결과로 밸브를 작동시켜서 여과된 유출 유체가 흐르도록 밸브를 동작시키는 등의 의도된 다운스트림 시스템 기능이 발휘된다.

일실시예에서, 정렬 나사의 단부에는 필터 카트리지의 성공적인 장착을 지시하는 촉각 피드백을 제공하는 노치나 스토퍼가 형성될 수 있다.

상기 필터 카트리지는 필터 카트리지를 반대방향으로 회전시키는 상술한 액션을 반대로 행함으로써 제거되어 지며, 인출은 자기 반발력과 스프링력에 의해서 도움을 받게 된다. 적어도 한 실시예에서는 필터 카트리지의 인출과 제거를 지지하기 위해 순 자기반발 영역을 이용하는 전용 출구 트랙이나 레일이 형성된다.

도25는 한 쌍의 상관 마그네트가 유효 동작 거리 내에서 회전됨에 따른 회전각 함수로서의 자기 지지력을 보여주고 있다. 도24에 도시되었듯이, 일실시예에서 한 쌍의 상관 마그네트는 필터 카트리지가 장착-록킹 위치에 있을 때 약 1.5mm의 유효 작동 거리에 있다.

다른 실시예에서, 상기 상관 마그네트의 극성 배열이나 패턴은 특정 힘 곡선의 상대적인 회전-방향에 특징이 있지 않고, 반발력은 마그네트의 방향과 상관없이 존재한다. 그와 같은 실시예에서 마그네트 패턴은 일예로 동심원상으로서 소정의 반반력을 생성시키기 위해서 쌍을 이루는 마그네트 사이의 극성이 정렬되도록 필터 카트리지와 세타 방향 내의 관련 상관 마그네트를 회전시킬 필요가 없다.

도26 내지 도34에는 본 발명의 필터 카트리지와 매니폴드의 다른 실시예가 도시되고 있다. 필터 카트리지(230)는 바디(272)를 갖는 하우징(270)과 상기 바디와의 수밀성 밀봉을 형성하는 상부(274)로 이루어진다. 상기 상부(274)는 유체 유입 및 유출 포트(276, 278)를 포함한다. 필터 하우징 바디(272) 내의 단부 캡(234, 236) 사이에는 통상적인 여과재(232)가 봉입된다. 본 실시예에서 필터 카트리지 (230)는 필터 카트리지 하우징 상부(274)로부터 축방향으로 연장되고, 필터 카트리지 하우징 바디(272)의 길이방향 축과 평행한 필터 마그네트(240)를 포함한다. 도26에 도시된 바와 같이, 필터 하우징(270)은 그 내부에 마그네트(240)가 배치되고 필터 하우징의 중심축을 벗어난 상태로 일체로 형성된 상부(274)로부터 연장된 상향 축방향 연장부(242)를 포함한다. 다른 실시예에서는 마그네트(240)는 다른 수단을 통해서 필터 카트리지 하우징에 부착된 마그네트 하우징 내에 대신 위치할 수 있는바, 스냅 결합이나 프릭션 핏(friction fit, 마찰 결합)에 의해 하우징 상부 (274)에 연결될 수도 있을 것이다. 그 외의 다른 부착 수단으로서 용접이나 접착 등이 배제되지는 않는다.

도28에 도시된 바와 같이, 필터 카트리지(230)는 ○-링은 밀봉되되 다운스트림 밸브는 개방되지 않아서 물의 흐름이 허용되지 않는 제1 위치와 제2 정렬 위치(도34) 사이의 섬프 하우징(256) 내로 축방향을 따라 (화살표로 표시된 바와 같이)삽입 가능하다. 도28에 도시되고 있는 매니폴드(250)는 도34에 필터 하우징(27)이 섬프(256) 내로 완전히 삽입된 때, 도34에 도시된 바의 제2 정렬 위치이 때에 필터 마그네트(240)와의 정렬을 위해 위치한 대응되는 "키형" 상관 마그네트(254)를 포함한다. 매니폴드 마그네트(254)는 회전가능하지는 않으나 필터 카트리지의 길이방향 축에 수직인 방향으로 직선적인 병진이 가능하다. 매니폴드 마그네트(254)는 보통 때에 스프링(266)(도29)에 의해 닫힌 위치로 바이어스된 마그네트 홀더(258)를 통해서 스위치 어셈블리(260)와 작동가능하게 결합된다. 스위치 어셈블리(260)는 장착 브래킷(266) 내에 배치되며, 마그네트(254), 스프링(262), 및 리미트 스위치 (268)용 액츄에이터(264)로 이루어진다. 일실시예에서 스프링 어셈블리(260)는 도10 및 도11에 도시된 스프링 어셈블리(60)와 동일하거나 실질적으로 유사하다. 필터 마그네트(240)와 매니폴드 마그네트(254)가 정렬되어 유효 작동 거리에 도달하면 두 마그네트 사이의 반발력이 발생된다. 스프링과 마그네트 결합(240, 254)의 힘 곡선은 최대 효율에서 스위치의 스프링(260) 힘을 극복하기에 충분한 정도의 자기 반발력으로 되어 도29에 도시된 바의 화살표 방향으로 스프링을 누르도록 설계된다. 상기 스프링이 완전하게 눌려진 때에 홀더(258)는 액츄에이터(264)를 컨택하여 리미트 스위치(260)를 활성화시키고 이어서 밸브(도면 미도시)가 활성화되어 물의 흐름이 가능해지게 된다.

하나 또는 그 이상의 실시예에서, 매니폴드(250)는 필터 카트리지(230)의 적어도 일부분을 그 내부로 수용하기 위한 정렬 채널을 포함하여 필터 카트리지(230)가 축방향을 따라 섬프(256) 내로 확실하게 삽입되도록 해서 정렬 위치에 있을 때필터와 매니폴드의 적절한 정렬이 이루어지도록 한다. 도30과 도31에 도시된 바와 같이, 필터 카트리지(230)는, 필터 카트리지가 적절하게 섬프(256) 내로 삽입된 때에 매니폴드(250) 내의 채널(242)과 정렬하는 하우징 바디(272) 상에 방사상으로 연장된 리브나 핀(286)을 포함한다. 도32 내지 도34에서 가장 잘 보여지듯이, 필터 카트리지가 정렬 위치에 있을 때, 마그네트들 사이에 배치된 매니폴드(250)의 일부분이 마그네트들(240, 254)의 접촉을 막음에도 자기 협력은 여전히 허용된다.

다운스트림 시스템 기능을 결합하기 위한 초기 구동을 제공하는 것에 더하 여, 필터와 매니폴드(240, 254) 사이의 자기 통신은 필터 인증과 위조방지 조치를 제공하는 부가적인 장점을 갖는다. 상관 마그네트의 극성 배열이나 패턴이 대응되는 "키형"이 아닌한, 상기 자기 통신은 상기 스위치(260)를 구동시키지 못할 것이고, 그에 따라 밸브는 개방되지 못해서 물의 흐름을 허용되지 않게 된다. 이에 따라 정품 OEM 필터 카트리지만이 작동하고, 비품 OEM 이나 위조된 필터 카트리지는 작동하지 않을 것이다.

본 발명은 필터 카트리지 상관 마그네트와 대응되는 매니폴드 상관 마그네트 사이에서 자기 반발 형태로서의 자기 통신에 국한되지 않고, 또한 여타의 자기 통신이 배제되는 것이 아님이 통상의 기술자에게 이해되어져야 할 것이다. 예컨대, 하나 또는 그 이상의 실시예에서 필터 카트리지가 매니폴드 내에 장착됨에 따라 전단력이 도입될 수 있을 것인바, 이때 상기 매니폴드 마그네트는 필터 카트리지 마그네트가 장착-록킹 위치로 이동함에 따라 필터 카트리지 마그네트에 대해 방사 방향 또는 측방향으로 이동하게 된다. 그와 같은 방사 방향 또는 측방향 역시도 도면에 도시된 실시예에서와 같이 리미트 스위치를 활성화시켜서 밸브를 개방시키게 된다.

그와 같은 실시예에서, 필터와 매니폴드 마그네트 각각은 적어도 하나의 상관 마그네트(또는 상관 마그네트의 배열)로 이루어지며, 이때 각 마그네트의 극성 전이는 마그네트들 사이에서 순 전단력이 발생되도록 정렬되어 상기 필터 카트리지가 매니폴드 섬프 하우징 내에 삽입되어 정렬 위치로 이동하는 때에 단순한 기계의 기계적인 동작을 통해서 다운스트림 시스템 기능의 직접적인 또는 간접적인 구동이 이루어지도록 한다.

따라서, 본 발명은 아래의 장점들 중의 하나 또는 그 이상을 달성한다. 본 발명은 다운스트림 시스템 기능을 결합시키는 초기 구동을 제공하는 상관 자기를 활용하는 개선된 필터 인터커넥트를 제공하여 다운스트림 시스템 기능의 타이밍과 동작에 대한 보다 높은 수준의 제어 및 유연성을 가능하게 한다. 자기 반발을 이용함으로써 본 발명은 다운스트림 전자 시스템의 비-전자 및 비접촉 구동을 가능하게 하여 전자 요소가 당면하는 유체의 문제를 초래하여 종래의 전자 인터커넥트를 이용하는데 따르는 기술적 장애를 극복함과 아울러 초기 필터 카트리지 장착을 업스트림 및/또는 다운스트림 밸브의 동작으로부터 분리시켜서 누수를 방지하는 개선된 필터 인터커넥트를 제공한다. 본 발명은 또한 필터의 인증과 위조방지의 대안적인 방법으로도 활용된다.

한편, 본 발명은 특정 실시예와 관련해서 설명되었으나, 많은 대체, 수정 및변경이 상술한 설명에 비추어 행해질 수 있음이 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 따라서 뒤따르는 특허청구의 범위는 그러한 모든 대체, 수정 및 변화를 본 발명의 진정한 범위 및 사상 내에 속하는 것으로 아우르게 될 것이다.

Claims

섬프와, 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 작동가능한 회로를 포함하고 상기 섬프에 대해 축방향으로 배치된 전자 스위치 어셈블리, 및 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 대응하는 미리 정해진 공간력 함수에 관한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어지며 상기 스위치 어셈블리에 동작가능하게 결합된 제1 상관 마그네트를 포함하는 필터 매니폴드; 및
바디를 갖는 하우징과, 상기 하우징의 바디에 배치된 여과재와, 상기 바디와 수밀성 밀봉을 형성하는 필터 헤드, 및 상기 필터 헤드 내에 배치되거너 필터 헤드에 연결되며 필터 헤드의 상면에 평행한 방향의 면(face)을 구비하고 상기 필터 카트리지와 함께 회전가능한 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트를 포함하는 필터 카트리지;
로 이루어지며,
이때 상기 제1 및 제2 상관 마그네트는 필터 카트리지를 섬프 하우징 내로 삽입함과 아울러 필터 카트리지의 정렬 위치로의 이동에 따른 자기 통신을 통해서 상호 연결되고, 상기 제1 상관 마그네트는 자기 통신의 결과로 섬프의 길이방향 축에 대해 축방향으로 병진하여 상기 스위치의 활성화를 위해 액츄에이터에 접촉하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 상관 마그네트 각각은 상관 마그네트의 배열(array)로 이루어짐을 특징으로 하는 여과 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스는 상기 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스와 정렬되어 필터 카트리지가 섬프 내로 삽입되어 정렬 위치로 회전되는 때에 마그네트들 사이에서 반발력이 발생되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제1항에 있어서, 상기 섬프는 상기 필터 카트리지가 상기 섬프 내로 삽입되어 정렬 위치로 회전되는 때에 상기 필터 카트리지 하우징 바디로부터 방사상 외측으로 연장된 필터 보스나 러그와의 기계적인 결합을 위한 정렬 나사나 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제4항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 제1 방향에서 섬프 내의 초기 삽입 위치로부터 정렬 위치로 약 90도 회전하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제1항에 있어서, 상기 매니폴드는 밸브를 더 포함하며, 상기 스위치의 활성화는 필터 카트리지로의 유체 흐름을 턴온 및 턴오프하는 밸브를 작동시키는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제1항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 축 스템을 더 포함하고 상기 제2 상관 마그네트는 필터 헤드의 상면에 평행하게 상기 축 스템 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 상관 마그네트는 상기 스위치 어셈블리의 병진가능한 마그네트 홀더 내에 배치되고, 상기 마그네트 홀더는 보통 때에(normally) 스프링에 의해 필터 헤드를 향하여 바이어스됨과 아울러 섬프의 길이방향 축을 따라 축방향 슬라이딩이 가능하고 자기 통신의 결과로 필터 카트리지의 정렬 위치로의 회전으로 상기 스위치를 활성화시키기 위해 액츄에이터에 접촉하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
바디를 갖는 하우징;
상기 하우징의 바디 내에 배치되는 여과재;
상기 바디와 수밀성 밀봉을 형성하는 필터 헤드; 및
필터 헤드 내에 배치되거나 필터 헤드에 연결되며, 필터 헤드의 상면에 평행한 방향의 면을 구비하고, 필터 매니폴드의 섬프 내로 삽입되는 필터 카트리지와 함께 회전가능하며, 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 상응하는 미리 정해진 공간력 함수에 관한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어지는 제1 상관 마그네트;
로 이루어지며, 이때 상기 제1 상관 마그네트는 필터 카트리지가 섬프 내로 삽입되어 정렬 위치로 회전되는 때에 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트와 인접하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
제9항에 있어서, 축 스템을 더 포함하고, 상기 제1 상관 마그네트는 상기 필터 헤드의 상면에 평행하게 상기 축 스템 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
제9항에 있어서, 하우징 바디로부터 방사상으로 연장된 필터 보스나 러그를 더 포함하고, 상기 필터 보스나 러그는 섬프의 정렬 나사나 채널과의 기계적인 결합이 이루어지도록 함을 특징으로 하는 필터 카트리지.
제11항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 제1 방향에서 섬프 내의 초기 위치로부터 정렬 위치로 약 90도 회전하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
제11항에 있어서, 상기 제1 상관 마그네트는 상관 마그네트의 배열인 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
필터 카트리지를 필터 매니폴드의 섬프 내로 삽입하는 단계로서, 이때 상기 필터 카트리지는 바디를 갖는 하우징과, 상기 하우징 바디 내에 배치되는 여과재와, 상기 바디와 수밀성 밀봉을 형성하는 필터 헤드, 및 상기 필터 헤드 내에 배치되거나 필터 헤드에 연결되며 필터 헤드의 상면에 평행한 방향의 면을 구비하고 필터 카트리지와 함께 회전가능함과 아울러 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 대응하는 미리 정해진 공간력 함수에 관한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어지는 제1 상관 마그네트를 포함하여 이루어지는 단계;
상기 섬프 내에서 정렬 위치에 이르도록 상기 필터 카트리지를 회전시키는 단계;
상기 제1 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스를 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트와 정렬시켜서 마그네트들 사이에 반발력이 발생되도록 하고, 상기 제2 상관 마그네트는 섬프에 대해 축방향으로 배치된 스위치 어셈블리에 동작가능하게 결합되는 단계; 및
자기 반발의 결과로 상기 제2 상관 마그네트는 섬프의 길이방향 축에 대해 축방향으로 병진하여 액추에이터를 접촉해서 스위치를 활성화시키는 단계;
로 이루어짐을 특징으로 하는 필터 카트리지와 필터 매니폴드의 연결 방법.
제14항에 있어서, 상기 섬프는 상기 필터 카트리지 하우징 바디로부터 방사상 외측으로 연장된 필터 보스나 러그와의 기계적인 연결을 위한 정렬 나사나 채널을 포함하고, 아래의;
필터 카트리지를 섬프 내에 삽입하는 동안에 상기 필터 보스나 러그를 상기 정렬 나사나 채널에 정렬시키는 단계; 및
상기 필터 카트리지를 정렬 위치로 화전시키는 동안에 상기 필터 보스나 러그가 상기 정렬 나사나 채널의 단부로 병진하도록 하는 단계;
를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 필터 카트리지와 필터 매니폴드의 연결 방법.
제15항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 제1 방향에서 섬프 내의 초기 삽입 위치로부터 정렬 위치로 약 90도 회전하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지와 필터 매니폴드의 연결 방법.
섬프와, 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 작동가능한 회로를 포함하고 상기 섬프에 대해 방사상으로 배치된 전자 스위치 어셈블리, 및 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 대응하는 미리 정해진 공간력 함수에 관한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어지며 상기 스위치 어셈블리에 동작가능하게 결합된 제1 상관 마그네트를 포함하는 필터 매니폴드; 및
바디와 상기 바디와 수밀성 밀봉을 형성하며 유입 및 유출 포트와 하우징 상부와 일체로 형성되거나 이에 연결된 축방향 연장 돌기를 포함하는 상부를 구비한 하우징과, 상기 하우징 바디에 배치된 여과재, 및 상기 상부의 축방향 연장 돌기 내에 배치되거나 이에 연결되고 하우징 바디의 길이방향 축에 평행한 방향의 면을 갖는 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트를 포함하는 필터 카트리지;
로 이루어지며,
이때 상기 제1 및 제2 상관 마그네트는 필터 카트리지를 섬프 내의 정렬 위치로 삽입함과 아울러 필터 카트리지의 정렬 위치로의 이동에 따른 자기 통신을 통해서 상호 연결되고, 상기 제1 상관 마그네트는 자기 통신의 결과로 섬프의 길이방향 축에 대해 수직인 방향으로 병진하여 상기 스위치의 활성화를 위해 액추에이터에 접촉하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제17항에 있어서, 상기 제1 및 제2 상관 마그네트는 각기 상관 마그네트의 배열로 이루어지는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제17항에 있어서, 상기 제1 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스는 상기 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스와 정렬되어 필터 카트리지가 섬프 내로 삽입되어 정렬 위치로 이동되는 때에 마그네트들 사이에서 반발력이 발생되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제17항에 있어서, 상기 섬프는 상기 필터 카트리지가 상기 섬프 내로 축방향으로 삽입되는 때에 상기 필터 카트리지 하우징 바디로부터 방사상 외측으로 연장된 필터 보스나 러그와의 기계적인 결합을 위한 정렬 나사나 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제17항에 있어서, 상기 매니폴드는 밸브를 더 포함하며, 상기 스위치의 활성화는 필터 카트리지로의 유체 흐름을 턴온 및 턴오프하는 밸브를 작동시키는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제17항에 있어서, 상기 상관 마그네트는 스위치 어셈블리의 병진가능한 마그네트 하우징 내에 배치되고, 상기 마그네트 하우징은 보통 때에 스프링에 의해 섬프의 길이방향 축을 향해 바이어스되고 자기 통신의 결과로 섬프의 길이방향 축과 수직인 방향에서 직선적인 슬라이딩이 가능하여 스위치의 활성화를 위해 액츄에이터를 접촉하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
바디와 상기 바디와 수밀성 밀봉을 형성하며 유입 및 유출 포트와 하우징 상부와 일체로 형성되거나 이에 연결된 축방향 연장 돌기를 포함하는 상부를 구비한 하우징과, 상기 하우징 바디에 배치된 여과재, 및 상기 하우징 상부의 축방향 연장 돌기 내에 배치되거나 이에 연결되며 상기 하우징 바디의 길이방향 축과 평행하게 향하는 면을 구비하고 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 상응하는 미리 정해진 공간력 함수에 관한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어진 제1 상관 마그네트로 이루어지고, 이때 상기 제1 상관 마그네트는 필터 카트리지가 축방향을 따라 섬프 내로 삽입되어 정렬 위치로 되는 때에 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트에 인접하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
제23항에 있어서, 상기 축방향 연장 돌기는 필터 하우징 상부의 중심축을 벗어난 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
제23항에 있어서, 상기 하우징 바디로부터 방사상 외측으로 연장되는 리브나 핀을 더 포함하고, 상기 리브나 핀은 필터 카트리지가 축방향을 따라 섬프 내로 삽입되는 때에 섬프의 정렬 나사나 채널과의 기계적인 결합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
필터 카트리지를 필터 매니폴드의 섬프 내로 삽입하는 단계로서, 이때 상기 필터 카트리지는 바디를 갖는 하우징과, 상기 하우징과 수밀성 밀봉을 형성하며 유입 및 유출 유체 포트를 갖는 상부와, 상기 하우징의 상부에 일체로 형성되거나 이에 연결되는 축방향 연장 돌기와, 상기 하우징 바디에 배치된 여과재, 및 상기 하우징 상부의 축방향 연장 돌기 내에 배치되거나 이에 연결되며 하우징 바디의 길이방향 축에 평행한 방향의 면을 구비함과 아울러 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 대응하는 미리 정해진 공간력 함수에 관한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어지는 제1 상관 마그네트를 포함하여 이루어지는 단계;
상기 필터 카트리지가 섬프 내에서 정렬 위치에 이르도록 축방향으로 삽입하는 단계;
상기 제1 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스를 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트와 정렬시켜서 마그네트들 사이에 반발력이 발생되도록 하고, 상기 제2 상관 마그네트는 섬프에 대해 방사상으로 배치된 스위치 어셈블리에 동작가능하게 결합되는 단계; 및
자기 통신의 결과로 상기 제2 상관 마그네트는 섬프의 길이방향 축에 수직인 방향으로 병진하여 스위치를 활성화를 위해 액츄에이터에 접촉되록 하는 단계;
로 이루어짐을 특징으로 하는 필터 카트리지와 필터 매니폴드의 연결 방법.
제26항에 있어서, 상기 섬프는 상기 필터 카트리지 하우징 바디로부터 방사상 외측으로 연장된 리브나 핀과의 기계적인 연결을 위한 정렬 나사나 채널을 포함하고, 아래의;
필터 카트리지를 섬프 내에 삽입하는 동안에 상기 필터 카트리지의 리브나 핀을 상기 정렬 나사나 채널에 정렬시키는 단계; 및
상기 필터 카트리지를 정렬 위치로 화전시키는 동안에 상기 필터 카트리지의 리브나 핀이 상기 정렬 나사나 채널의 단부로 병진하도록 하는 단계;
를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 필터 카트리지와 필터 매니폴드의 연결 방법.
섬프와, 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 작동가능한 회로를 포함하고 상기 섬프에 대해 방사상으로 배치된 전자 스위치 어셈블리, 및 다수의 자기장 방출 소스의 미리 정해진 정렬에 대응하는 미리 정해진 공간력 함수에 관한 위치와 극성을 갖는 다수의 자기장 방출 소스로 이루어지며 상기 스위치 어셈블리에 동작가능하게 결합된 제1 상관 마그네트를 포함하는 필터 매니폴드; 및
바디를 갖는 하우징과, 상기 하우징 바디에 배치된 여과재와, 상기 바디와 수밀성 밀봉을 형성하는 필터 헤드, 및 상기 필터 헤드 내에 배치되거나 이에 연결되고 상기 필터 헤드의 상면에 평행하게 향하는 면을 갖는 상보적 또는 쌍을 이루는 제2 상관 마그네트를 포함하는 필터 카트리지;
로 이루어지며,
이때 상기 제1 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스는 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스와 정렬되어 필터 카트리지가 섬프 내로 삽입되고 축방향으로 병진하여 정렬 위치로 됨과 아울러 필터 카트리지의 정렬 위치로의 축방향 이동에 따라 자기 반발의 결과로 섬프의 길이방향 축에 대해 상기 제1 상관 마그네트가 축방향으로 병진하여 스위치를 활성화시키기 위해 액츄에이터를 접촉하는 것을 특징으로 하는 여과 장치
제28항에 있어서, 상기 제1 및 제2 상관 마그네트의 다수의 자기장 방출 소스는 동심원상으로 배열됨을 특징으로 하는 여과장치.