TW201107024A - Full flow liquid filter with integral bypass filtration - Google Patents

Description

201107024 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本文描述及主張一種具有位於普通外殼中的全流量濾器 及旁通濾器之已知濾器之簡單替代。 【先前技術】 用於汽車或其他應用的已知濾器系統通常利用二種全流 量遽器構形及旁通濾器構形之—者。_種此構形係一種具 有二分離過濾系統之配置，其具有視流量需求而定可包含 多於一個濾器之一全流量濾器、及僅處理全流體容積之一 J百刀比之一旁通濾器系統。在此一構形中，通常利用一 種具有設於一旁通濾器下游的一全流量濾器之直列串聯方 法。此等系統通常引入處理及管理之汽車裝配器及服務工 業之額外成本及組件。車㈣重量亦增力口。〜贿之美國專 利申明么開案第2008/0078716號揭示一種此直列串聯過濾 方法。 此構形的演進包含具有在相同濾器外殼中堆疊於彼此之 上的全流量介質及旁通介質之濾器之系統。具有堆疊介質 的濾器之實例包含Fisher之美國專利申請公開案第 2005/0252838 5虎及Loafman等人之美國專利第5,447,627 號Schwandt等人之美國專利第6,319,4〇2號及R〇u等人 之美國專利第6,350,379號揭示的裝置。然而，此等種類配 置可減少全流量濾器介質及旁通濾器介質之總體能力。 進步發展已在相同或較小伯據面積中提供增加的過濾 能力，同時亦提供高效旁通過渡以藉由在全流量慮器内同 148406.doc 201107024 〜配合旁通濾器而「拋光」流體系統並提供整體煙塵過 濾。Smith等人之美國專利第6 666,968號、如訂(1等人之美 國專利第6,787,033號、Merritt等人之美國專利第7 〇14,761 號及Medd〇ck等人之美國專利第7,〇9〇,773號提供此等發 展之貫例。此等美國專利之每—者的揭示内容係以引用方 式並作為非基本標的全部併入本文令。 【發明内容】 。本發明提供具有位於#通外殼中的全流錢器及旁通渡 器之已知據器之-簡單替代。根據本發明，—流體滤器包 含一外罩及容納於該外罩内的一濾器筒，該外罩具有一側 立 封閉第鳊壁及界定流體入口開口及流體出口開口 之第一知壁。该濾器筒包含：一大體上圓筒形全流量濾 器元件，其提供進入該濾器的流體之一主要部分之通過； 及大體上圓筒形旁通濾器元彳，其提供進入該滤器的流 體之一次要部分之通過並經徑向安置於該全流量濾器元件 内並由該全流量濾器元件環繞。 亦作為該渡器筒之部分包含的有：一第一環狀端帽，其 ’、有第貫〜壁，§亥全流量濾器元件及該旁通濾器元件 :者之鄰近第一端係固定至該第一實心壁且該第一環狀端 巾目圍繞-内旁通渡器容積之__人口 ；及—第二環狀端帽， 八ι 3、’.里凋適以圍繞一濾器排出開口的一第二實心壁。該 全流量濾器元件之一第二端係固定至該第二實心壁。/ /濾器筒進一步包含一旁通濾器端帽，其經安置於該等 第環狀^巾目與第二環狀端帽之間之一中間位置處，該旁 148406.doc 201107024 通濾益7L件之—第二端係固定至該旁通濾器端帽。該旁通 w Γ 巾自可由封閉該旁通滤器元件的該第二端之一實心圓 盤或由因釋放壓力而容許穿過一帽結構的單向流體流量之 該巾目結構形成。經由主張的該流體濾器構形，透過界定於 4外罩的6亥封閉第一端壁與該第一環狀端帽之間的一空間 並透過由該第—環狀端帽圍繞的該内旁通濾器容積之該入 口發生流體流入該旁通濾器容積内。 在5玄繪不的流體濾器構形中，該第一環狀端帽包含自該 第貝〜壁垂下之徑向内凸緣及徑向外凸緣以有利於該等 全流量濾器元件及旁通濾器元件之定位。該第二環狀端帽 包含自該第二實心壁垂下之__徑向外凸緣以有利於該全流 量滅器元件之定位。 間隔物作用於該第一環狀端帽之該實心壁與該外罩之 該封閉端壁之間。 最後，該濾器可具有經定位圍繞該等全流量濾器元件及 旁通濾器元件之至少一者之一表面的一穿孔支撐管。在繪 示的本發明之该特別實施例中，此表面可係—圓周外表面 或一圓周内表面。 根據本發明之一設計以—簡化方式併入最大化的全流量 介質表面區域及旁通介質表面區域同時在通常位於該全流 量介質下游之一區域内容置該旁通介質。用於全流量及旁 通流量兩者之介質係接合至或者固定至一普通開啟端帽， 且兩介質係由中心管支撐以抵抗在冷天氣啟動條件下壓碎 該等元件。該旁通介質係接合至一封閉端帽或併入一習知 148406.doc 201107024 ::閥之i而巾目以若兩濾器被阻塞或若該系統由於壓力調 卽益故障或冷/jnL度啟動而過加壓則容許流量旁通兩渡器。 肩費者將收到由提供一較不複雜系統及自該過濾系統消 除額外材料而得之價格利益。所需儲存空間的減少亦由習 需要-有刀離直列介質構形的複數個遽器之減少庫存而 得。 【實施方式】 圖1中顯示的該液體濾器丨0包含由一近似圓筒形側壁 14、由一端壁16形成的一頂部、及形成一底部總成20之一 部分之一環狀端壁18組成的—外罩12。在整個此描述中將 可互換地使用用語「流體」、「液體」、及「油」，但應瞭解 當需要時可能連同流體或液體而非油使用本發明之該濾器 10。該環狀壁18具有-油壚器排出開口24以及圓周地圍繞 該排出開口之-孔、狹槽、穿孔或其他此開π 22、或複數 個孔狹槽、穿孔或其他此等開口。該排出開口 24通常係 ，至累σ以用於連接至附接至一車輛引擎或形成一車輛引擎 之°卩分之一相對應螺紋配件，使得經由該排出開口離開 該濾器10之油進入引擎油循環系統。 經安置於該外罩12内的-據器筒26係由一大體上圓筒形 全流量濾器元件28、由該全流量濾器元件環繞的一大體上 圓筒形旁通濾器元件30、一第一環狀頂部端帽32、一第二 環狀底部端帽34、及一旁通濾器端帽33組成。圖}中顯示 的該第一端帽32係由此實心且大體上平壁36形成，該平壁 36具有自其垂下之一徑向内凸緣38及_徑向外凸緣刊。顯 148406.doc 201107024 ’並與該實心壁3 6組合 」形或「U」形截面。 示該等凸緣38及40定向於相同方向 用於提供該第一端帽32 _近似「c 該全流量遽器元件28及該旁通滤器元件3〇兩者之鄰近第一 端係接合至或者固定至該第一端帽32之該平壁％。該等凸 緣38及40分财利於該旁通濾器元件及該全流量濾器元件 30及28相對於該端帽32之初始定位。 如所示，該濾器筒26之該第二端帽34係由一實心且大體 上平壁42形成，該平壁42具有自其垂下之一徑向内凸緣私 及一徑向外凸緣46兩者。顯示的該等凸緣44及46定向於相 對方向，並與該實心壁42組合用於提供該底部端帽34 一近 似「Z」形截面《該凸緣46有利於該全流量濾器元件“在 該第二端帽34上之初始定位。該凸緣44作為該實心壁42與 該外罩的該環狀端壁18之間之一間隔物，並確保保持該等 開口 22與該實心壁42之間之一空隙以便容許流體以待描述 的一方式流動。該間隔物或者可形成為該底部總成2〇的該 端壁18之一部分而非該濾器筒的該底部端帽34之一部分。 在此情況下’該第二端帽34可具有一近似「L」形截面。 該全流量濾器元件28之一第二端係接合至或者固定至該實 心壁42 〇 圖1中顯示的呈其最簡單構形之該旁通濾器端帽38可藉 由接合至或者固定至該旁通濾器元件30的一第二端的—實 心圓盤並如所繪示封閉該内旁通濾器容積3 5之一端而形 成。在一較佳實施例中，如圖2所示及下文所述，該端帽 33可具有併入於其中的一釋放閥以若此等元件28及30阻塞 148406.doc 201107024 :若該系統由於壓力調節器故障或冷溫度啟動而過加壓則 令許油圍繞該全流量濾器元件28及該旁通濾器元件流 動。 如圖1所繪示，該全流量濾器元件28之該圆周内側或表 面具有由一合適剛性塑膠、金屬或金屬合金材料組成的一 穿孔支推管50。類似地，如所繪示，該旁通遽器元件3〇之 该圓周内側或表面具有亦由一合適剛性塑膠、金屬或金屬 合金材料組成的一穿孔支撐管52。該等管5〇及52舉例而言 可藉由在將一片支撐材料切割為一適當長度之後在一適當 接合處或接縫處將該片之諸端連結在一起而形成。圖！中 顯示一此接合處或接縫54。 現將描述圖1中表示的流體流徑。在引擎操作期間，液 體經由該等開口22進入該濾器10，穿過由該端壁34的下側 與該環狀端壁18之間之該凸緣44定界的該空間，並行進進 入界定於该全流量濾器元件28之一外圓周側與該外罩側壁 14之一内圓周側之間的一環狀容積6(^進入該濾器1 〇的液 體之一主要部分將以由一箭頭rA」示意性表示之一方式 穿過该全流$濾器元件28，並因此將經受粗糙過濾。然 而，進入忒濾器1 〇的液體之一次要部分將完全穿過該環狀 容積60、進入界定於該端壁16與該頂部端帽32之間的一容 積62、穿過如所繪示由該徑向内端帽凸緣％界定的該内旁 通濾器容積35之一入口、並以由—箭頭「Β」示意性表示 之一方式進入該内旁通濾器容積3 5。如透過圖2的描述將 顯而易見’該帽32係由一導引元件或若干導引元件、或一 I48406.doc • 10- 201107024 彈簧保持自該端壁16隔開。圖1中未顯示此—導引元件或 彈簧。 流入該内旁通濾器容積内之進入該濾器1〇的液體分率當 然將視包含該全流量遽器元件28及該旁通濾器元件3〇之相 對多孔性之許多參數而定’雖然如所提到通常液體之大約 百分之10以描述的該方式流入該容積35内。 在進入该内旁通遽0容積35之後，未穿過該全流量據器 元件28之液體分率以由一箭頭「C」示意性表示的一方式 繼續穿過該旁通滤器元件3〇 ’並經受該旁通遽器元件提供 的良好過濾過程。穿過該全流量濾器元件28之液體流量及 穿過該旁通濾器元件30之液體流量兩者經由該環狀壁18中 的該排出開口 24離開該液體濾器。 在圖2中顯示的該配置中，很多特徵部與連同圖丨中顯示 的》亥構形描述的特徵部相同或與其類似，且此處不提供此 等特徵部的不必要重複描述。基本上與圖〗中顯示的一相 對應特徵部相同之圖2中顯示的任何特徵部係由圖丨中使用 的相同參考數字指示但增加字母「a」。圖2中顯示的該配 置包含一濾器筒26a，其具有圍繞一旁通濾器元件3〇a之一 全流罝濾器元件28a、一第一環狀頂部端帽32a、一第二環 狀底部端帽34a、及一旁通濾器端帽33a。圖2顯示該頂部 端帽32a具有形成於其上或附接至其的導引元件37a。如圖 1之描述中所提到’當該濾器l〇a經裝配時此等導引元件 37a幫助將該濾器筒26a導入該外罩Ua内，並在該濾器經 裝配之後用於保持該帽32a自該端壁16a隔開。圖2中亦指 148406.doc 201107024 示該實心端帽壁36a之内凸緣及外凸緣38&及4〇£1。在圖之中 顯示的該配置中，該穿孔支撐管52a係設於該旁通濾器元 件30a的該圓周外側上而非該旁通濾器元件3〇&的該圓周内 側上。 圖2中顯示的該配置之該底部總成2〇a包含一環狀壁 18a，其具有流體入口開口 22a並環繞一排出開口 24a。如 在圖1中繪示的該構形下，該第二環狀底部端帽34a係由具 有自一實心壁42a延伸之一徑向内凸緣44a及—徑向外凸緣 46a兩者之該實心壁42a形成。該内凸緣44&之一端45&徑向 向内彎曲使得該端45a可靜止於界定該排出開口 24a之一管 72a的一軸向端7(^上。該端45a及該軸向端7〇&之相接部類 似於圖1中顯示的該配置中的該凸緣4 4及該壁丨8之相接部 操作以確保保持該等開口 22a與該壁42a之間之一* 許必需流體流量。 圖2亦繪示圍繞該排出開口24a之密封結構，其與一車 引擎或引擎配件之一鄰近部分協作。顯示的該密封結構 由一襯墊80a及輥壓至或者固定至該外罩⑵的該側壁^ 之一固定件82a組成。該襯墊8〇a可具有—合適彈性體q 料而忒固疋件82a可具有一合適金屬或塑膠材料。 顯示該端帽33a具有併入於其中的一釋放閥。如上文戶 提到’此—釋放閥容許若此等元件被阻塞或該系統由於声 力調節器故障或冷溫度啟動而過加壓則油圍繞該全㈣ 器元件28a及該旁通滤器元件術兩者流動。在此構形^ 該端帽33a界定其中具有一中心開口之一閥座，該中心保 148406.doc 12 201107024 口可由一圓盤或板、一活塞、一球、或某一其他適當閥元 件90a封閉。該閥元件9〇係由一彈簧92a偏置朝向該閥座旅 進入其封閉該帽3 3 a中的該中心開口之一位置。以此方 式，该釋放閥容許單向流體穿過該端帽3 3 a離開該内旁通 濾器容積35a，但排除來自該全流量濾器容積96a之返回流 量回到該内旁通濾器容積353内。在顯示的該配置中，該 彈簧92a係由安裝於該端帽33&上的一固定器籠9钝固定於 相對於該端帽33a之適當位置。視需要可使用其他釋放閥 構升y在其他方面，流量以與穿過圖1中顯示的該渡器i 〇 相同之方式繼續穿過圖2中顯示的該濾器1〇a。 已闡述前文揭示内容僅為說明本發明且並未意欲限制。 由於熟習此項技術者可瞭解併入本發明之精神及主旨之嗜 等揭示實施例的修改，故本發明應被解譯為包含隨屬申請 專利範圍及其均等物之範圍内之一切。 【圖式簡單說明】 圖1係一流體濾器之一示意切開透視圖，其顯示根據本 發明之流徑。 圖2係根據本發明之一流體濾器之一更詳細側視圖。 【主要元件符號說明】 10 液體濾器 10a 濾器 12 外罩 12a 外罩 14 圓筒形側壁 148406.doc 201107024 14a 側壁 16 端壁 16a 端壁 18 環狀端壁 18a 環狀壁 20 底部總成 20a 底部總成 22 開口 22a 流體入口開口 24 排出開口 24a 排出開口 26 濾器筒 26a 濾器筒 28 全流量濾器元件 28a 全流量渡器元件 30 旁通濾器元件 30a 旁通濾器元件 32 第一環狀頂部端帽 32a 第一環狀頂部端帽 33 旁通遽器端帽 33a 旁通濾器端帽 34 第二底部端帽 34a 第二環狀底部端帽 35 内旁通濾器容積 •14- 148406.doc 201107024 35a 内旁通濾器容積 36 平壁 36a 實心端帽壁 37a 導引元件 38 徑向内凸緣 38a 徑向内凸緣 40 徑向外凸緣 40a 徑向外凸緣 42 平壁 42a 實心壁 44 徑向内凸緣 44a 徑向内凸緣 45a 端 46 徑向外凸緣 46a 徑向外凸緣 50 穿孔支撐管 52 穿孔支撐管 52a 穿孔支撐管 54 接合處或接縫 60 環狀容積 62 容積 70a 轴向端 72a 管 80a 襯塾 148406.doc - 15 - 201107024 82a 固定件 90a 閥元件 92a 彈簧 94a 固定器籠 96a 全流量濾器容積 148406.doc - 16 -

Claims (1)

1. 201107024 七、申請專利範圍： 1. 一種用於一流體濾器之濾器筒，其包括： 一大體上圓筒开> 全流量遽器元件，其提供進入該濾器 的流體之一主要部分之通過； 一大體上圓筒形旁通濾器元件，其提供進入該濾器的 流體之一次要部分之通過並經徑向安置於該全流量濾器 元件内並由該全流量濾器元件環繞； 一第一環狀端帽，其具有—第一實心壁，該全流量濾 器兀件及該旁通濾器元件兩者之鄰近第一端係固定至該 第一實心壁，該第一環狀端帽圍繞一内旁通濾器容積之 一入口； 一第二環狀端帽，其包含經調適以圍繞一濾器排出開 口的一第=實心壁，該*流量;慮器元件之一第二端固定 至該第二實心壁；及 -旁通濾器端帽’其經安置於該第一環狀端帽與該第 二環狀端帽之間之-中間位置處，該旁通據器元件之一 第二端係固定至該旁通濾器端帽。 2. 如請求们之慮器筒，其中該旁通遽器端帽係由封閉該 旁通;慮益元件的§玄第二端之一實心圓盤形成。 3. 如請求項1之渡器筒，纟中容言午單向流體流量穿過該旁 通濾器端帽以用於壓力釋放。 4. 如請求項1之渡器筒’其中該第-環狀端帽包含自㈣ 一實心壁垂下之經向内凸緣及徑向外凸緣以有利於該全 流量濾器元件及該旁通濾器元件之定位。 148406.doc 201107024 5·如請求項1之濾器筒’其中該第二環.狀端帽包含自該第 二實心壁垂下之一徑向外凸緣以有利於該全流量濾器元 件之定位。 6. 如請求項5之濾器筒’其令該第二環狀端帽在與該徑向 外凸緣自該第二實心壁延伸的方向相同之方向包含自該 第二實心壁垂下之一徑向内凸緣。 7. 如請求項1之濾器筒’其進一步包括一穿孔支撐管，該 穿孔支撑管經定位圍繞該全流量渡器元件及該旁通濾器 元件之至少一者之一表面。 8. 如睛求項7之慮器筒，其中該表面係一圓周外表面或— 圓周内表面。 9. 一種流體濾器，其包括：

   入口開口菸油赠出口胡〇夕一铱-.

   器的流體之一主要部分之通過；

   的k體之一次要部分之通過並經徑向安置 器元件内並由該全流量濾器元件環繞；

   之一入口； 心壁，該全流量 器元件兩者之鄰近第一端係固定至 内旁通濾器容積 148406.doc 201107024 一第二環：端帽’其包含經調適以圍繞-濾器排出 開口的-第二實心壁’該全流量濾器元件之一第二端固 定至該第二實心壁；及 -旁通濾器端帽，其經安置於該第一環狀端帽與該 第二環狀端帽之間之-中間位置處，該旁通濾器元件之 一第二端係固疋至該旁通濾器端帽； 其中透過界定於該外罩的該封閉第-端壁與該第-環 狀端帽之間的一空間並透過由該第一環狀端帽圍繞的該 内旁通滤器容冑之該a口發生流體流入該旁通遽器容積 内。 10. 如請求項9之流體遽器，其進一步包括作為該第—環狀 端帽的該第-實心壁與該外罩的該封閉端壁之間之—間 隔物之至少一元件。 11. 如請求項10之流體濾器，其中該間隔物係由自該第一實 心壁垂下之複數個元件形成。 12. 如請求項之流體渡器’其中該間隔物係形成為該外罩 的該封閉端壁之一部分。 13. 如请求項9之流體濾器，其中該旁通濾器端帽係由封閉 該旁通遽ns件之該第二端之—實心圓盤形成。 M·如請求項9之流體遽器，其中容許單向流體流量穿過該 旁通濾器端帽以用於壓力釋放。 15_如：，9之流體濾器，其中該第-環狀端帽包含自該 入亡旦漉垂下之徑向内凸緣及徑向外凸緣以有利於該 王机量濾器元件及該旁通濾器元件之定位。 148406.doc 201107024 16.如請求項9之流艨濾器，其中該第二環狀端帽包含自該 第二實心壁垂卞之一輕向外凸緣以有利於該全流量濾器 元件之定位。 17·如請求項16之流體濾器’其令該第二環狀端帽在與該徑 向外凸緣自該第二實心壁延伸的方向相同之方向包含自 該第二實心壁垂下之一徑向内凸緣。 18 ·如請求項9之流體濾器’其進一步包括一穿孔支樓管， 該穿孔支撐管經定位圍繞該全流量濾器元件及該旁通濾 器元件之至少一者之一表面。

   一圓周内表面。

   乃κ/思裔端帽以用於歷力釋放 20 148406.doc