TWI648710B - 具rfid標籤的過濾器 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種用於監控流體處理且包括RFID標籤之過濾器總成,以及用於監控流體處理之一種系統及一種方法,及一種用於該過濾器總成中之過濾器。
Description
本發明係關於流體總成,其包含一外殼,該外殼含有包括一多孔過濾器元件及一可拆卸式罩蓋之過濾器,其中該過濾器包括一RFID標籤,且該流體總成包括第一天線、第二天線、第三天線、一RFID信號產生器/控制器、及一纜線,其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器。本發明亦係關於包括該等流體總成之系統及使用該等流體總成及該等系統來監控流體處理之方法。
已經在多種產業中在多種應用中使用RFID標籤。然而,需要包括RFID標籤之改良之系統及應用。
本發明提供改善先前技術之缺點中之至少一些。自如下所闡述之說明書,本發明之此等及其他優點將顯而易見。
本發明之一實施例提供一種流體總成,其包含:(a)一外殼,其具有一第一外殼末端、一外殼本體及一第二外殼末端,該外殼含有包含一多孔過濾器元件之一大體上圓柱形的過濾器,其中至少該第一外殼末端
包含一可拆卸式罩蓋及一第一外殼末端本體,其中該外殼經配置以提供通過該過濾器之一流體流徑,使得流體在其傳遞通過該多孔過濾器元件時被過濾;(i)該過濾器包含一第一端蓋及一第二端蓋,且該多孔過濾器元件包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;(ii)一RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋;(iii)一第一天線,其配置於該外殼本體中或上;(iv)一第二天線,其配置於該可拆卸式罩蓋中或上,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞;(v)一第三天線,其配置於該第一外殼末端本體中或上,其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接收一信號;(vi)一RFID信號產生器/控制器;及(vii)一第一纜線,其具有一第一纜線第一末端及一第一纜線第二末端,其中該第一纜線第一末端耦接至該第二天線,且該第二纜線第二末端耦接至該第三天線;其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器。
根據一實施例,一種用於監控包括一RFID標籤及一RFID信號產生器/控制器之一流體總成中的流體處理之方法包含:(A)接收關於傳遞通過一流體總成之流體之資訊,該流體總成包含(a)一外殼,其具有
一第一外殼末端、一外殼本體及一第二外殼末端,該外殼含有包含一多孔過濾器元件之一大體上圓柱形的過濾器,其中至少該第一外殼末端包含一可拆卸式罩蓋及一第一外殼末端本體,其中該外殼經配置以提供通過該過濾器之一流體流徑,使得流體在其傳遞通過該多孔過濾器元件時被過濾;(i)該過濾器包含一第一端蓋及一第二端蓋,且該多孔過濾器元件包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;(ii)該RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋;(iii)一第一天線,其配置於該外殼本體中或上;(iv)一第二天線,其配置於該可拆卸式罩蓋中或上,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞;(v)一第三天線,其配置於該第一外殼末端本體中或上,其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接收一信號;(vi)該RFID信號產生器/控制器;及(vii)一第一纜線,其具有一第一纜線第一末端及一第一纜線第二末端,其中該第一纜線第一末端耦接至該第二天線,且該第一纜線第二末端耦接至該第三天線;其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器。
在該方法之一些實施例中,該資訊包含以下各者中之任何一或多者:過濾器差壓、流率及多孔過濾器元件零件編號,且該方法之一較
佳實施例包含使用一雲端或網路允用裝置存取網際網路,且接收該資訊。
在另一實施例中,一種用於監控流體處理之系統包含:過濾器總成之實施例;提供網際網路存取之一路由器閘道器,該路由器閘道器與RFID信號產生器/控制器通信;及至少一個雲端或網路允用裝置,其能夠存取網際網路且接收關於該過濾器總成之資訊。
在又一實施例中,一種用於一監控系統中之過濾器包含:一第一端蓋;一第二端蓋;一中空圓柱形的多孔過濾器元件,其包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;及一RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋。
8‧‧‧過濾器
10‧‧‧多孔過濾器元件
12‧‧‧縱向彎曲褶狀物
12a‧‧‧褶狀物支柱
12b‧‧‧褶狀物隆起部
12c‧‧‧褶狀物根部
12d‧‧‧支柱內表面
12e‧‧‧支柱外表面
14‧‧‧過濾介質
16‧‧‧上游排水層
18‧‧‧下游排水層
20‧‧‧核心
30‧‧‧籠狀物
40‧‧‧第一端蓋
41‧‧‧第二端蓋
50‧‧‧螺旋形纏繞部件
52‧‧‧螺旋間隙
54‧‧‧外部層
56‧‧‧內部層
58‧‧‧熱熔黏著劑珠粒
500‧‧‧外殼
505A、505B‧‧‧o形環
510‧‧‧第一外殼末端
510A‧‧‧可拆卸式罩蓋
510B‧‧‧第一外殼末端本體
525‧‧‧第一外殼末端本體底部末端
525A‧‧‧底部末端表面
550‧‧‧第二外殼末端
551‧‧‧入口
552‧‧‧出口
555‧‧‧感測器通口
575‧‧‧外殼本體
579‧‧‧唇緣
579A‧‧‧安裝表面
585‧‧‧內壁
700‧‧‧信號裝置
701‧‧‧環圈
900‧‧‧RFID標籤
901‧‧‧第一天線
902‧‧‧第二天線
903‧‧‧第三天線
910、910'‧‧‧RFID信號產生器/控制器
911‧‧‧RFID信號產生器/控制器罩蓋
915‧‧‧RFID信號產生器/控制器模組
925‧‧‧間隙
930‧‧‧鑽孔
933‧‧‧第三天線支架
934‧‧‧密封套
940‧‧‧連接線
950‧‧‧第一纜線
950A、950B‧‧‧子纜線
950A'、950B'‧‧‧彈簧柱連接器
951‧‧‧第一纜線第一末端
952‧‧‧第一纜線第二末端
960‧‧‧第二纜線
961‧‧‧第二纜線第一末端
962‧‧‧第二纜線第二末端
975‧‧‧支撐件
976‧‧‧安裝表面
977‧‧‧支柱
1000、1000'‧‧‧過濾器總成
1100、1100'‧‧‧感測器
2000‧‧‧系統
2100‧‧‧儲集器
2200‧‧‧泵
2500‧‧‧感測器節點
2550‧‧‧感測器歧管
2551‧‧‧水感測器
2552‧‧‧流體性質感測器
3000‧‧‧本端路由器閘道器
3100‧‧‧雲端或網路允用裝置
圖1A係根據本發明之一實施例的過濾器總成之外部透視圖,其展示一外殼,該外殼具有包含可拆卸式罩蓋之第一外殼末端、外殼本體及第二外殼末端、RFID信號產生器/控制器、感測器及信號裝置。
圖1B係圖1A中所展示之過濾器總成的橫截面圖,其亦展示第一外殼末端本體、第一天線、第二天線及第三天線、第三天線支架、RFID標籤及過濾器。
圖1C係第一外殼末端之分解視圖,該第一外殼末端包含包括第二天線(以及用於連接至第三天線之纜線)之可拆卸式罩蓋以及第一外殼末端本體,且圖1D係第一外殼末端本體之仰視圖,其亦展示在將第三天線、第三天線支架安裝於第一外殼末端中之前的該第三天線及該第三天線支架。
圖1E係展示第三天線903、第三天線支架、密封套以及與第二天線及第三天線通信之第一纜線的分解視圖,且圖1F係部分橫截面圖,其展示過濾器總成中的第一天線、第二天線、第三天線、第三天線支架、密封套以及與第二天線及第三天線通信之第一纜線。
圖1G係具有圖1A中所展示的第一外殼末端、外殼本體及第二外殼末端之外殼的透視圖。
圖2係根據本發明之一實施例的展示第一天線、第二天線及第三天線、RFID標籤以及RFID信號產生器/控制器之配置的圖解橫截面圖。
圖3A及圖3B係根據本發明之實施例而使用的包括第一端蓋及第二端蓋之說明性過濾器的透視圖,其中該等端蓋中之一者(將第一端蓋展示為封閉端蓋)被部分切割掉以展示過濾器之內部。圖3A中之過濾器具有一核心,且圖3B中所展示之過濾器不具有核心。
圖3C及圖3D概略地展示底部視角及剖視圖,其中RFID標籤附接至第一端蓋(其為封閉端蓋),圖3C展示附接於第一端蓋中之「凹穴」中的RFID,圖3D展示在第一端蓋中以柱支撐於適當位置之RFID標籤。圖3E展示具有第一端蓋及第二端蓋之過濾器,其包括附接至如圖3D中所展示之第一端蓋之RFID標籤。
圖4A至圖4F展示安裝至根據本發明之實施例而使用的支撐件之RFID標籤。
圖4A展示根據本發明之一實施例而使用的支撐件之透視圖且圖4B展示該支撐件之俯視圖。圖4C展示其中RFID標籤被安裝至圖4A中所展示之支撐件的透視圖。
圖4D展示根據本發明之一實施例而使用的另一支撐件之透視圖且圖4E展示該支撐件之俯視圖。圖4F展示其中RFID標籤被安裝至圖4D中所展示之支撐件的透視圖。
圖5A係圖解橫截面圖,其展示被安裝至安裝於過濾器外殼中的圖4C中所展示之支撐件之RFID標籤,其中該RFID標籤面對且接近封閉端蓋。
圖5B係圖解橫截面圖,其展示被安裝至安裝於過濾器外殼中的圖4F中所展示之支撐件之RFID標籤,其中該RFID標籤面對且接近封閉端蓋。
圖6A及圖6B係圖解視圖,其展示信號經由根據本發明之說明性實施例之流體處理系統的傳輸,其包括信號自RFID信號產生器/控制器(關於第一過濾器總成(較低壓力/返回線過濾器總成)及第二過濾器總成(高壓過濾器總成)中之每一者)經由具備網際網路存取之本端路由器閘道器傳輸,使得該信號經廣播至雲端應用程式或網路應用程式設計介面(API),其中終端使用者可經由任何雲端或網路允用裝置組態經由安全系統對授權網站人事之存取。所說明系統亦展示感測器節點,該等感測器節點包含歧管總成(在液壓電路之低壓部分內)與在過濾器總成外部之感測器,其中該等感測器亦將資訊提供至雲端或網路應用程式。在圖6A中所說明之實施例中,感測器節點配置於流體儲集器與進料泵之入口之間,且在圖6B中所說明之實施例中,感測器節點配置於較低壓力過濾器總成之出口與流體儲集器之間。圖6A及圖6B中所說明之系統之實施例可以相似方式運用相同組件來操作。
圖6C係展示信號經由根據本發明之另一說明性實施例之流體處理系統的傳輸之圖解視圖,其中該系統包括單一過濾器總成(高壓過濾器總成)。
相似於圖6A及圖6B中所展示之說明性系統,圖6C展示信號自RFID信號產生器/控制器經由具備網際網路存取之本端路由器閘道器傳輸,使得該信號經廣播至雲端應用程式或網路應用程式設計介面(API),其中終端使用者可經由任何雲端或網路允用裝置組態經由安全系統對授權網站人事之存取。所說明系統亦展示感測器節點,該感測器節點包含歧管總成(在液壓電路之低壓部分內)與在過濾器總成外部之感測器,其中該等感測器亦將資訊提供至雲端或網路應用程式。
根據本發明之一實施例,提供一種流體總成,其包含:(a)一外殼,其具有一第一外殼末端、一外殼本體及一第二外殼末端,該外殼含有包含一多孔過濾器元件之一大體上圓柱形的過濾器,其中至少該第一外殼末端包含一可拆卸式罩蓋及一第一外殼末端本體,其中該外殼經配置以提供通過該過濾器之一流體流徑,使得流體在其傳遞通過該多孔過濾器元件時被過濾;(i)該過濾器包含一第一端蓋及一第二端蓋,且該多孔過濾器元件包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;(ii)一RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋;(iii)一第一天線,其配置於該外殼本體中或上;(iv)一第二天線,其配置於該可拆卸式罩蓋中或上,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞;(v)一第三天線,其配置於該第一外殼末端本體中或上,其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將
一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接收一信號;(vi)一RFID信號產生器/控制器;及(vii)一第一纜線,其具有一第一纜線第一末端及一第一纜線第二末端,其中該第一纜線第一末端耦接至該第二天線,且該第二纜線第二末端耦接至該第三天線;其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器。
在一實施例中,該過濾器總成進一步包含(viii)一第二纜線,其具有一第二纜線第一末端及一第二纜線第二末端,其中該第二纜線第一末端耦接至該RFID信號產生器/控制器,且該第二纜線第二末端耦接至該第一天線。
在另一實施例中,一種用於監控流體處理之系統包含:過濾器總成之實施例;提供網際網路存取之一路由器閘道器,該路由器閘道器與RFID信號產生器/控制器通信;及至少一個雲端或網路允用裝置,其能夠存取網際網路且接收關於該過濾器總成之資訊。
在另一實施例中,用於監控流體處理之該系統包含(A)一過濾器總成,該過濾器總成包含(a)一外殼,其具有一第一外殼末端、一外殼本體及一第二外殼末端,該外殼含有包含一多孔過濾器元件之一大體上圓柱形的過濾器,其中至少該第一外殼末端包含一可拆卸式罩蓋及一第一外殼末端本體,其中該外殼經配置以提供通過該過濾器之一流體流徑,使得流體在其傳遞通過該多孔過濾器元件時被過濾;(i)該過濾器包含一第
一端蓋及一第二端蓋,且該多孔過濾器元件包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;(ii)一RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋;(iii)一第一天線,其配置於該外殼本體中或上;(iv)一第二天線,其配置於該可拆卸式罩蓋中或上,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞;(v)一第三天線,其配置於該第一外殼末端本體中或上,其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接收一信號;(vi)一RFID信號產生器/控制器;及(vii)一第一纜線,其具有一第一纜線第一末端及一第一纜線第二末端,其中該第一纜線第一末端耦接至該第二天線,且該第一纜線第二末端耦接至該第三天線;其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器;(B)提供網際網路存取之一路由器閘道器,該路由器閘道器與該RFID信號產生器/控制器通信,及(C)至少一個雲端或網路允用裝置,其能夠存取網際網路且接收關於該過濾器總成之資訊。
在一些實施例中,該系統包含第一及第二過濾器總成,每一過濾器總成包含(a)一外殼,其具有一第一外殼末端、一外殼本體及一第二外殼末端,該外殼含有包含一多孔過濾器元件之一大體上圓柱形的過濾
器,其中至少該第一外殼末端包含一可拆卸式罩蓋及一第一外殼末端本體,其中該外殼經配置以提供通過該過濾器之一流體流徑,使得流體在其傳遞通過該多孔過濾器元件時被過濾;(i)該過濾器包含一第一端蓋及一第二端蓋,且該多孔過濾器元件包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;(ii)一RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋;(iii)一第一天線,其配置於該外殼本體中或上;(iv)一第二天線,其配置於該可拆卸式罩蓋中或上,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞;(v)一第三天線,其配置於該第一外殼末端本體中或上,其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接收一信號;(vi)一RFID信號產生器/控制器;及(vii)一第一纜線,其具有一第一纜線第一末端及一第一纜線第二末端,其中該第一纜線第一末端耦接至該第二天線,且該第一纜線第二末端耦接至該第三天線;其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器。
視需要,該系統之實施例可進一步包含可在該或該等過濾器總成外部配置的一或多個感測器節點,其中該感測器節點包含一或多個感測器,諸如例如一流體狀態感測器及/或一水感測器(例如以用於監控溶水)。
根據一實施例,一種用於監控包括一RFID標籤及一RFID信號產生器/控制器之一流體總成中的流體處理之方法包含:(A)接收關於傳遞通過一流體總成之流體之資訊,該流體總成包含(a)一外殼,其具有一第一外殼末端、一外殼本體及一第二外殼末端,該外殼含有包含一多孔過濾器元件之一大體上圓柱形的過濾器,其中至少該第一外殼末端包含一可拆卸式罩蓋及一第一外殼末端本體,其中該外殼經配置以提供通過該過濾器之一流體流徑,使得流體在其傳遞通過該多孔過濾器元件時被過濾;(i)該過濾器包含一第一端蓋及一第二端蓋,且該多孔過濾器元件包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;(ii)該RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋;(iii)一第一天線,其配置於該外殼本體中或上;(iv)一第二天線,其配置於該可拆卸式罩蓋中或上,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞;(v)一第三天線,其配置於該第一外殼末端本體中或上,其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接收一信號;(vi)該RFID信號產生器/控制器;及(vii)一第一纜線,其具有一第一纜線第一末端及一第一纜線第二末端,其中該第一纜線第一末端耦接至該第二天線,且該第一纜線第二末端耦接至該第三天線;其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、
該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器。
在該方法之一些實施例中,該資訊包含以下各者中之任何一或多者:過濾器差壓、流率及多孔過濾器元件零件編號,且該方法之一較佳實施例包含使用一雲端或網路允用裝置存取網際網路,且接收該資訊。
一種用於監控一過濾器總成中之流體處理之方法,該過濾器總成包括一RFID標籤及與提供網際網路存取之一路由器閘道器通信的一RFID信號產生器/控制器,該方法包含:使用一雲端或網路允用裝置存取該網際網路,及接收關於傳遞通過一流體總成之流體之資訊,該流體總成包含(a)一外殼,其具有一第一外殼末端、一外殼本體及一第二外殼末端,該外殼含有包含一多孔過濾器元件之一大體上圓柱形過濾器,其中至少該第一外殼末端包含一可拆卸式罩蓋及一第一外殼末端本體,其中該外殼經配置以提供通過該過濾器之一流體流徑,使得流體在其傳遞通過該多孔過濾器元件時被過濾;(i)該過濾器包含一第一端蓋及一第二端蓋,且該多孔過濾器元件包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;(ii)該RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋;(iii)一第一天線,其配置於該外殼本體中或上;(iv)一第二天線,其配置於該可拆卸式罩蓋中或上,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞;(v)一第三天線,其配置於該第一外殼末端本體中或上,其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接
收一信號;(vi)該RFID信號產生器/控制器;及(vii)一第一纜線,其具有一第一纜線第一末端及一第一纜線第二末端,其中該第一纜線第一末端耦接至該第二天線,且該第二纜線第二末端耦接至該第三天線;其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器。
在該方法之一些實施例中,該資訊包含以下各者中之任何一或多者:過濾器差壓、流率及多孔過濾器元件零件編號。
在又一實施例中,一種用於一監控系統中之過濾器包含:一第一端蓋;一第二端蓋;一中空圓柱形的多孔過濾器元件,其包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;及一RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋。
本發明之實施例提供在一流體處理系統中一RFID信號橫越一固定電子件圍封體與一可拆卸式組件之間的一氣隙之無線傳輸,該可拆卸式組件容納一RFID標籤讀取器天線。有利地,可在不斷開/重新連接一或多個纜線及/或電線(特別是外部纜線及/或電線)的情況下及/或在不需要固定電子件模組與過濾器總成之可拆卸式組件(例如,過濾器外殼罩蓋及/或多孔過濾器元件)之間的一或多個連接之「關鍵」或謹慎對準的情況下實現服務該可拆卸式組件。鑒於第一天線與第二天線之接近度,及第三天線與RFID標籤之接近度,不需要增強信號。可在不損害封閉墊片密封表面
的情況下傳遞信號(例如RFID標籤可被讀取)。可避免與嘗試「經由」金屬過濾器外殼讀取信號相關聯之問題。不需要使過濾器容器排水及敞開外殼來確認多孔過濾器元件之存在、元件零件編號、元件級別及/或服務時數。此外,藉由消除纜線連接及易發生故障及昂貴的外殼穿透件及相關硬體來簡化製造。
視需要,可監控及/或判定以下任一者中之一或多者:多孔過濾器元件之存在、多孔過濾器元件零件編號、元件級別、服務過濾器壽命時數(執行時間)、差壓、進水及流體狀態(例如污染、稀釋、氧化、添加劑耗損,及/或微粒之存在、流體溫度、流體黏度、流體密度、流體介電質及流率)。在一些實施例中,儲存多孔過濾器元件效能設定點及/或操作限度,且監控包括判定一或多個經儲存效能設定點及/或操作限度是否已被超過。
用於本發明之實施例之應用包括例如廠內流體處理(例如過濾)、行動設備及遠端安裝。視需要,若存在關於存在「疵點」之指示,例如所監控參數或狀態係在所要範圍、值及/或效能設定點之外,或例如已安裝錯誤多孔過濾器元件,則過濾器總成可自動停用直至已解決該「疵點」為止。
較佳地,可將資訊以無線方式發送至網際網路,從而允許終端使用者安全存取資訊,及/或可將資訊以無線方式發送至本端智慧型電話或平板電腦裝置,任一選項皆允許例如技術員或網站工程師審閱資訊且在適當時採取動作。將資訊提供至終端使用者可提供較精密實驗室分析係可取或需要之早期警告。可提供要求履行能力以自動定製替換多孔過濾器元
件。
RFID標籤可經程式化及/或視需要以任何資訊而編寫,該資訊例如但不限於以下任一者中之一或多者:多孔過濾器元件零件編號、過濾器級別、製造批量數目、過濾器介質之一或多個實體參數,及服務過濾器壽命時數(執行時間)、差壓、進水、流體狀態(例如污染、稀釋、氧化、添加劑耗損,及/或微粒之存在、流體溫度、流體黏度、流體密度、流體介電質及流率)、多孔過濾器元件效能設定點及/或操作限度。
RFID標籤可安裝於端蓋上(包括在端蓋中)或安裝鄰近於端蓋(例如直接安裝,或經由支撐件而安裝,或嵌入於端蓋內)。典型地,RFID標籤在端蓋中心(例如封閉端蓋之主表面中心,或敞開端蓋之開口中心)附近而配置。
使用此項技術中已知之製程,可藉由注射模製將RFID標籤緊固至支撐件或端蓋中,或可經由環氧樹脂灌注、超音波熔接、黏著劑等將RFID標籤黏合至支撐件或端蓋。
RFID信號產生器/控制器可包括允許其將資訊(例如資料)寫入至RFID標籤之功能性。RFID信號產生器/控制器可與各種感測器介接,該等感測器諸如但不限於,流體性質感測器及/或差壓感測器,且該RFID信號產生器/控制器能夠與資料接收器進行電磁無線連接,該資料接收器諸如以下任一者中之一或多者:網際網路、智慧型電話及平板電腦裝置。RFID信號產生器/控制器可將Bluetooth®或Wi-Fi用作無線介面。可將資料廣播至網路(例如網路應用程式設計介面(API))或雲端,其中終端使用者可經由任何網路或雲端允用裝置組態經由安全構件對經授權網站人事之存取。
視需要,RFID信號產生器/控制器可經程式化(例如存取預測性演算法)且可報告例如如由各種感測器報告之資料之歷史趨勢。
在一些實施例中,過濾器總成包括信號裝置,例如可改變視覺信號指示器,諸如與過濾器外殼相關聯而定位的例如配置於外殼末端與外殼本體之間的可照明燈。指示器警告使用者或操作員關於過濾裝置之問題,諸如例如通信或網際網路連接性損失。在一些實施例中,提供單個2顏色或3顏色LED指標燈。穩定綠色LED指標燈指示關於過濾器不存在問題,例如至網路之健康的不間斷連接;閃光黃燈及/或紅燈指示存在問題,例如連接性問題等。諸如LED指標燈之指示器可具有一般環狀形狀(例如,其中外部表面經塑形以一般對應於外殼之外徑)以便提供360度可視性。
現在將在下文更詳細地描述本發明之組件中的每一者,其中類似組件具有類似元件符號。
圖1A係根據本發明之一實施例的過濾器總成1000之外部透視圖,且圖1B係該過濾器總成1000之橫截面圖,其展示用於收納過濾器之外殼500,該外殼具有:包含可拆卸式罩蓋510A、第一外殼末端本體510B之第一外殼末端510、外殼本體575,及第二外殼末端550、較佳附接至外殼本體之RFID信號產生器/控制器910(該RFID信號產生器/控制器具有罩蓋911)及感測器1100。該外殼可具有各種形狀以供收納過濾器及用於提供至少一個入口及至少一個出口之各種組態(其中流體流徑界定於至少一個入口與至少一個出口之間,且當過濾器被安置於外殼中時,該過濾器橫越該流體流徑而安置,且「由內而外」流體流徑在圖1B中以箭頭加以說明),且較佳包括一或多個感測器通口,從而允許附接一或多個感測器。在所說
明之實施例中,第二外殼末端550包括入口551及出口552,且感測器1100經由感測器通口555附接至該第二外殼末端。
所說明過濾器總成亦包括配置於第一端蓋與外殼本體之間的信號裝置或指示器700,其被展示為諸如LED指標燈之環圈701。
圖1B係圖1A中所展示之過濾器總成的橫截面圖,其亦展示包含電子電路之RFID信號產生器/控制器模組915、第一天線901、第二天線902、第三天線(RFID天線)903、第三天線支架933、RFID標籤900,及過濾器8。
圖1C係包含可拆卸式罩蓋510A及第一外殼末端本體510B之第一外殼末端的分解視圖,且圖1D係第一外殼末端本體510B之仰視圖,其亦展示在將第三天線903、第三天線支架933及密封套934(待定位於鑽孔930內)安裝於第一外殼末端本體中之前的該第三天線及該第三天線支架、該密封套。
圖1E係展示第二天線902、第三天線903、第三天線支架933、密封套934以及與第二天線及第三天線通信之第一纜線950的分解視圖(第一纜線950在圖1E中被說明為包含子纜線950A及950B,該等子纜線經由彈簧柱連接器950A'及950B'而連接),且圖1F係部分橫截面圖,其展示過濾器總成中的第二天線、第三天線、第三天線支架、密封套以及與第二天線及第三天線通信之第一纜線。
過濾器總成可包括額外元件,諸如例如圖1B至圖1F中所展示之固定夾、墊圈、o形環。圖1B及圖1F在每一圖之底部亦展示連接至第一外殼末端510之插塞,該插塞可取決於外殼之定向而充當例如排水塞
或排氣塞。舉例而言,在外殼以如圖1B中所展示而定向時,插塞覆蓋排水通口,且當外殼處於反向定向中時,插塞覆蓋排氣通口。
圖2係根據本發明之一實施例之圖解橫截面圖,其展示第一天線、第二天線及第三天線(901、902、903)、RFID標籤900以及RFID信號產生器/控制器910之配置。在此所說明圖中,RFID標籤在具有多孔過濾器元件10的過濾器8之第一端蓋40附近而配置。在此說明性配置中,第二天線配置於可拆卸式罩蓋510A中;第一天線配置於外殼本體575上,其中第一天線901與第二天線902一般共軸地配置且分離達間隙925(典型地在約0.5毫米至約10毫米之範圍內),使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許無線信號在其之間傳遞;第三天線903配置於第一外殼末端本體中,其中該第三天線(RFID天線)903與RFID標籤間隔開(935)(典型地為在約5毫米至約15毫米之範圍內的空間),且接近於該RFID標籤,且該第三天線經配置以將信號以無線方式發送至RFID標籤及自RFID標籤以無線方式接收信號。
因此,將圖1B及圖2用於參考,過濾器總成1000包括RFID信號產生器/控制器910,其中該過濾器總成經配置以允許信號從該RFID信號產生器/控制器910經由第一天線901、第二天線902及第三天線903傳遞至RFID標籤900,且允許信號從RFID標籤經由第三天線、第二天線及第一天線傳遞至RFID信號產生器/控制器。
多種RFID信號產生器/控制器可適合於根據本發明之實施例而使用。
多種RFID標籤(包括微機電系統(MEMS)標籤)適合於
根據本發明之實施例而使用。較佳係被動式(無電源(諸如電池))但可為半被動式(具有電源,但從讀取器汲取電力)或主動式(具有傳輸器及電源)的該RFID標籤可配置於多個部位中。RFID標籤可為無晶片的(例如,使用時域反射率或頻率簽名技術)或RFID標籤可包括微晶片,微晶片可包含「讀取-寫入微晶片」、「唯讀微晶片」或「一旦讀取,就讀取許多之微晶片」。RFID標籤可被安裝至端蓋、安裝於端蓋上或端蓋中(例如在端蓋內在端蓋模製製程期間或之後直接安裝,或經由支撐件而安裝,或嵌入)。典型地,RFID標籤在端蓋中心(例如封閉端蓋之主表面中心,或敞開端蓋之開口中心)附近而配置。
圖3A及圖3B展示供根據本發明之一實施例而使用的說明性過濾器8之透視圖,該說明性過濾器包括多孔過濾器元件10及第一端蓋40(其中該第一端蓋為係封閉端蓋)及第二端蓋41(其中該第二端蓋係敞開端蓋)。所說明過濾器包含褶狀多孔過濾器元件,該褶狀多孔過濾器元件具有環繞褶狀物之外部表面的螺旋纏繞部件。
圖3C、圖3D及圖3E展示在罩蓋上之說明性直接附接,其中圖3C展示端蓋之表面中用於收納RFID標籤的「凹穴」,且圖3D展示以柱支撐於適當位置之RFID標籤。圖3E展示第一端蓋(其為封閉端蓋)及第二端蓋(其為敞開端蓋),其包括如圖3D中所展示之第一端蓋。
視需要,可將RFID標籤安裝至供根據本發明之一實施例而使用之支撐件,且該支撐件可與敞開或封閉端蓋相關聯。
圖4C及圖4F展示安裝至供根據本發明之一實施例而使用之支撐件975的RFID標籤900(圖4B展示該支撐件及該標籤之分解視圖)。
該所說明支撐件975包括外部表面、頂部、底部、安裝表面976及一或多個支柱977,且該所說明支撐件具有一般環狀形狀。該支撐件之頂部包括安裝表面976,其中RFID標籤900位於該安裝表面上。該一或多個支柱可自該支撐件(如所展示)之底部延伸或自外部表面延伸。該等支柱在一般軸向方向上向外延伸。該等支柱亦可包括用於嚙合過濾器及/或端蓋之表面之一或多個支腳或突起部。
圖5A及圖5B展示在過濾器中插入通過敞開端蓋而到達第二端蓋附近之位置的支撐件及RFID標籤,其中該RFID標籤面對(在一些實施例中,接觸)第二端蓋(其為封閉端蓋)之表面,該第二端蓋之表面面對過濾器之內部。
多種天線適合供根據本發明之實施例而使用。典型地,第一天線及第二天線各自具有環形(成環形)或一般環形形式,其中成環形天線之內徑各自至少稍微大於過濾器之外徑。
在一些實施例中,過濾器總成包括一或多個纜線。舉例而言,圖2展示第一纜線950,其具有第一纜線第一末端951及第一纜線第二末端952,其中該第一纜線第一末端耦接至第二天線902,且該第一纜線第二末端耦接至第三天線903(在圖1E中所說明之實施例中,第一纜線950包含子纜線950A及950B,該等子纜線經由彈簧柱連接器950A'及950B'而連接)。圖2亦展示第二纜線960,其具有第二纜線第一末端961及第二纜線第二末端962,其中該第二纜線第一末端耦接至RFID信號產生器/控制器910,且該第二纜線第二末端耦接至第一天線901。
較佳地,過濾器總成包括至少一個感測器,諸如與RFID信
號產生器/控制器通信之流體狀態感測器,諸如差壓感測器(例如配置於入口與出口之間)及/或流體性質感測器,且多種感測器適於使用。舉例而言,將圖1A及圖2用於參考,所說明過濾器總成包括感測器1100,諸如差壓轉換器。替代地或另外,為了說明起見,在一實施例中,過濾器總成可包括流體密度感測器及/或體積流率感測器(例如配置於外殼內之通口及/或流體通路中),且在包括流體密度感測器及體積流率感測器兩者之彼等實施例中,使用兩個信號會允許判定質量流量。
可將資訊傳輸至過濾器總成且可自過濾器總成傳輸資訊,且可在系統中操作多個總成。舉例而言,圖6A至圖6C係圖解視圖,其展示信號經由根據本發明之例示性實施例的說明性系統2000之傳輸,該等說明性系統包括第一過濾器總成1000及第二過濾器總成1000'(圖6A及圖6B;圖6C僅展示一個過濾器總成1000'),信號自各別RFID信號產生器/控制器910、910'經由具備網際網路存取之本端路由器閘道器3000傳輸,使得該信號經廣播至例如基於雲端之應用程式或網路應用程式設計介面(API),其中終端使用者可經由任何雲端或網路允用裝置3100組態經由安全系統對授權網站人事之存取。
視需要,系統可進一步包含可在該或該等過濾器總成外部配置的至少一個感測器節點,其中該感測器節點包含一或多個感測器,諸如例如流體狀態感測器及/或水感測器(例如用於監控溶水),較佳地,其中該一或多個感測器節點經由閘道器路由器進行通信。
第一外殼末端包含可拆卸式罩蓋且第一外殼末端本體可具有多種組態。在圖1B至圖1D及圖1F中所說明之實施例中,第一外殼末端
510包含可拆卸式罩蓋510A及可拆卸式第一外殼末端本體510B,該第一外殼末端本體510B包含外部圓柱形表面(較佳包括螺紋,及用於收納o形環之一或多個凹槽,其中該等o形環有助於相對於經加壓流提供密封(o形環505A)且使污跡在外殼本體575之內部圓柱形表面中之螺紋之外(o形環505B))。雖然圖1C展示罩蓋510A可自本體510B分離,但罩蓋510A與本體510B可組合且因此可作為經組合單元或整體(例如一體式)組件自外殼575拆卸(且視需要可插入至外殼575中)。
所說明罩蓋包括用於收納第二天線902之環形通道,且將圖1D及圖1F用於參考,第一外殼末端本體510B包含:一鑽孔930,其用於將密封套934收納於其中,該密封套包含一中心鑽孔,該中心鑽孔用於收納與第二天線902及第三天線903通信之纜線960;一凹座,其用於收納固持第三天線之支架933,使得該第三天線面對外殼本體575之內部;及一第一外殼末端本體底部末端525,其具有面對外殼本體之內部空間的底部末端表面525A。
所說明外殼本體575包含:一安裝表面579A(被展示於唇緣579上)以用於收納第一天線;一內部圓柱形表面,其包含可與可拆卸式本體510B之螺紋嚙合之螺紋;及一內壁585,其環繞過濾器總成且向過濾器總成提供內部空間。
所說明第二外殼末端550包含界定流體流徑的入口551及出口552,其中當過濾器8安置於外殼中時,該過濾器係橫越該流體流徑而安置。較佳地,第二外殼末端進一步包含一或多個感測器通口555,其用於收納諸如流體狀態感測器之一或多個感測器1100。
外殼500可由任何合適的剛性不透水材料製造,包括任何不透水之熱塑性材料,其與處理中之流體相容。舉例而言,外殼可由諸如丙烯酸、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯樹脂之聚合物製造。
可根據本發明之實施例過濾多種流體。較佳地,流體為具有任何合適黏度之液體。在一些實施例中,舉例而言,流體為液壓流體或柴油燃料。
根據本發明之實施例,過濾器及/或多孔過濾器元件可具有多種組態,包括平面、褶狀及中空圓柱形。多種過濾器及多孔過濾器元件適合用於本發明之實施例中。通過過濾器之流體流可由外向內,或由內向外。
在所說明實施例中具有中空的一般圓柱形或管狀形式之多孔過濾器元件可具有任何合適的孔隙結構,例如孔隙尺寸(例如如例如美國專利4,340,479中所描述之起泡點或KL所證明,或由毛細冷凝流孔隙測定法所證明)、孔隙率、孔徑(例如當使用如例如美國專利4,925,572中所描述之經修改OSU F2測試而特性化時),或移除率,其在流體傳遞通過該元件時縮減或允許一或多個所關注材料傳遞通過其。所用孔隙結構取決於待處理之流體之組成物,及經處理流體之所要流出物位準。
在所說明實施例中,多孔過濾器元件包含一褶狀多孔過濾器元件,該褶狀多孔過濾器元件包括多個縱向延伸褶狀物。該等褶狀物可呈一般鋪設或彎曲之形式,或可向外徑向地延伸(諸如例如以扇形褶狀物之形式)。多孔過濾器元件亦可包括圍繞多孔過濾器元件之外部延伸之纏繞部件(例如如以上所描述)。多種多孔過濾器元件適合用於本發明之實施例
中,例如如美國專利申請公開案2015/0375143 A1中所揭示。
過濾器及/或多孔過濾器元件可包括可具有不同結構及/或功能之額外元件、層或組件,例如以下各者中之任何一或多者中的至少一者:預濾件、支撐件、排水設備、間距及緩衝器。為了說明起見,過濾器亦可包括至少一個額外元件,諸如網及/或篩。
根據本發明之實施例,多孔元件包含至少一個多孔過濾介質,諸如紙過濾介質、纖維過濾介質及/或隔膜,隔膜例如奈米多孔隔膜,例如微孔直徑在1奈米與100奈米之間的隔膜,或微孔直徑在1微米與10微米之間的微孔隔膜或微孔纖維介質。多孔元件可包含超過濾或逆滲透隔膜。
多孔過濾器元件可具有任何所要臨界潤濕表面張力(critical wetting surface tension;CWST,如例如美國專利4,925,572中所定義)。如在此項技術中已知,可選擇CWST,例如如另外在例如美國專利5,152,905、5,443,743、5,472,621及6,074,869中所揭示。典型地,多孔過濾器元件之CWST大於約58達因/公分(約58×10-5N/cm),或約66達因/公分(約66×10-5N/cm)或更大,或約75達因/公分(約75×10-5N/cm)或更大。
可藉由濕式或乾式氧化法,藉由將聚合物塗佈或沈積於表面上,或藉由接枝反應來改質多孔過濾器元件之表面特性(例如以影響CWST,以包括表面電荷,例如正電荷或負電荷,及/或以變更表面之極性或親水性)。改質包括例如照射極性或帶電單體、運用帶電聚合物來塗佈及/或固化表面,及進行化學改質以將官能基附著於表面上。
圖3A及圖3B說明根據本發明有用的過濾器8之兩個例示
性實施例。該過濾器8具有一般圓柱形形式及兩個端蓋(第一端蓋40、第二端蓋41),該兩個端蓋密封多孔過濾器元件10之末端。第一端蓋40(在頂部)及多孔過濾器元件10之一部分被部分切掉以展示過濾器8之內部。螺旋形纏繞部件50可沿著過多孔濾器元件10之外部周邊而安置。在一較佳實施例中,多孔過濾器元件10可包含多個縱向彎曲褶狀物12或徑向褶狀物(圖中未示)。熟習此項技術者亦將瞭解,纏繞部件50亦可用於非褶狀多孔過濾器元件,諸如纖維之中空圓柱形塊體。
如圖3A中所展示,圓柱形核心20可沿著過多孔濾器元件10之內部周邊而共軸地安置。典型地在過濾器經受徑向向內(由外向內)流體流時使用核心20。替代地,當過多孔濾器元件10經受徑向向外(由內向外)流體流時,圓柱形核心可可並非必需的,如圖3B中所展示。
如圖3A及圖3B中所展示,每一褶狀物12皆具有兩個支柱12a,該兩個支柱(1)在多孔過濾器元件10之外部周邊之隆起部或頂峰12b處彼此接合,及(2)在多孔過濾器元件10之內部周邊之根部12c處接合至鄰近褶狀物12之支柱12a。每一支柱12a之內表面12d與同一褶狀物12中之另一支柱12a之內表面12d對置。每一支柱12a之外表面12e亦與鄰近褶狀物12之支柱12a之外表面12e對置。當正使用多孔過濾器元件10使得流體在內部徑向地流動通過該多孔過濾器元件10時,支柱12a之內表面12d形成多孔過濾器元件10之下游表面,而外表面12e形成多孔過濾器元件10之上游表面。替代地,當多孔過濾器元件10經受徑向向外流體流時,內表面12d及外表面12e分別形成多孔過濾器元件10之上游表面及下游表面。
熟習此項技術者將瞭解,多孔過濾器元件10可包含圖中所
說明之彎曲或鋪設褶狀物,或習知徑向褶狀物(圖中未示)。在一項實施例中,褶狀物支柱12a可具有相等長度的支柱。在另一實施例中,褶狀物支柱12a可具有稍微不同長度或不等長度的支柱。對於許多多孔過濾器元件10,尤其是由多層複合物形成之多孔過濾器元件,在每一彎曲褶狀物之毗鄰支柱12a具有稍微不同長度的情況下形成褶狀多孔過濾器元件10係較容易且較可靠的。此類褶狀物12將被稱作具有不等支柱之褶狀物。
如圖3A及圖3B中所展示,每一褶狀物12之支柱12a的對置之內表面12d遍及支柱12a及褶狀物12之實質上整個高度及遍及延伸達多孔過濾器元件10之軸向長度之相當大部分的連續區而彼此接觸。另外,鄰近褶狀物12之支柱12a的對置之外表面12e遍及鄰近褶狀物12及支柱12a之實質上整個高度及遍及延伸達多孔過濾器元件之軸向長度之相當大部分的連續區而彼此接觸。褶狀物12及支柱12a之高度在沿著支柱12a之表面之方向上被量測,且自多孔過濾器元件10之內部周邊延伸至多孔過濾器元件10之外部周邊。
多孔過濾器元件10包括過濾介質14及排水介質,該過濾介質14及排水介質安置於至少一個側上,較佳上游側上,且更佳安置於過濾介質14之上游側及下游側兩者上。當徑向褶狀物用於多孔過濾器元件10中時,典型地在褶狀物支柱之上游側與下游側之間存在足夠空間使得流體可至或自過濾介質14之表面之實質上所有部分均勻地流動。在本發明之一較佳實施例中,將彎曲褶狀物12之對置表面按壓成彼此接觸。因此,褶狀物12之每一支柱12a之排水網的股線被按壓成與褶狀物12之鄰近支柱12a之排水網的股線相抵。排水意謂在彎曲褶狀物12用於多孔過濾器元件中時
防止過濾介質14之對置表面彼此接觸,且使流體能夠至或自過濾介質14之表面之實質上所有部分均勻地流動。因此,實際上過濾介質14之整個表面區域可有效地用於過濾。
在所說明實施例中,多孔過濾器元件10包含過濾介質14之三層複合物:上游排水件,其呈安置於過濾介質14之上游表面上的上游排水層16之形式,及下游排水件,其呈安置於過濾介質14之下游表面上的下游排水層18之形式。此處,上游表面及下游表面參考經受徑向向內流體流之過濾器。當過濾器經受徑向向外流體流時,上游表面與下游表面顛倒。形成多孔過濾器元件10之層可藉由習知過濾器製造技術以複合物之形式而形成,在起波紋之前或與起波紋同時地形成。
過濾介質14有可能包括具有不同過濾特性之兩個或多於兩個層,例如其中一個層充當用於第二層之預濾器。
在另一實施例中,多孔過濾器元件10可包含若干一體式區,該等一體式區包括單一整體多孔薄片,該單一整體多孔薄片具有充當過濾介質之精細孔隙中心區,及充當排水層之粗糙孔隙上游區及/或下游區。然而,排水層較佳係與過濾介質分離之相異層。上游排水層16及下游排水層18可具有相同或不同構造。上游排水層16及下游排水層18可由具有合適沿邊流特性之任何材料製成,亦即,對在平行於該層之表面之方向上通過該層的流體流之合適阻力。排水層之沿邊流阻較佳足夠低使得排水層中之壓降小於橫越過濾介質之壓降,藉此提供流體沿著過濾介質之表面之均勻分佈。排水層可呈網或篩或多孔編織或非編織薄片之形式。
當過濾介質係纖維鋪設介質時,網特別適合作為排水層。另
一方面,當過濾介質係隔膜時,編織品或非編織品可較適合用作排水層,此係因為織品通常比網更平滑且產生對過濾器複合物之毗鄰層之較小磨損。
形成多孔過濾器元件10之過濾器複合物除了包括過濾介質14以及排水層16及18以外亦可包括其他層。舉例而言,為了在褶狀物在安裝有過濾器之流體系統之壓力波動期間擴展及收縮時防止過濾介質歸因於與排水層摩擦接觸之磨損,可將緩衝層安置於過濾介質與排水層中之一者或兩者之間。緩衝層較佳係由比排水層更平滑之材料製成,且相比於過濾介質14對磨損的阻力更高。舉例而言,當排水層係由擠製耐綸網製成時,合適緩衝層之一實例為聚酯非編織品。
圖3A及圖3B中所說明之多孔過濾器元件10可藉由多種技術來製造。在一項技術中,過濾器複合物首先起波紋以形成波紋薄片、被切割成合適長度或合適數目個褶狀物,且接著形成為圓柱形形狀。接著藉由習知方式將波紋薄片之縱向邊緣彼此密封以形成圓柱形多孔過濾器元件10。當過濾器經受徑向向內流體流時,則在多孔過濾器元件10被插入至籠狀物30中時多孔過濾器元件10之褶狀物係鋪設的。在已將多孔過濾器元件10配合至籠狀物30中之後,將核心20插入至多孔過濾器元件10之中空中心中,且接著將第一端蓋40附接至多孔過濾器元件10之末端以形成完整過濾器。
較佳地,根據本發明之過濾器將在多孔過濾器元件10之一個或兩個末端處裝備有第一端蓋40、第二端蓋41。第一端蓋40、第二端蓋41可為封閉端蓋或敞開端蓋,且可由適合於過濾器狀態之材料及該等端蓋
待接合至之過濾器組件之其他材料製成。較佳地,第一端蓋40、第二端蓋41附接至多孔過濾器元件10,但其亦可附接至核心20或籠狀物30。習知技術可用以諸如藉由使用環氧樹脂、藉由聚封蓋或藉由旋轉熔接而將端蓋附接至多孔過濾器元件10。
當多孔過濾器元件10經受徑向向內流體流時,核心20之存在通常係理想的,此係因為核心20抵禦在徑向方向上之力支撐多孔過濾器元件10之內部周邊且亦有助於抵禦彎曲給出過濾器軸向強度及剛度。核心20可屬於習知設計,且可由具有足夠強度且與正過濾之流體相容之任何材料製成。開口21穿過核心20之壁而形成,從而准許流體在核心20之外部與中心之間傳遞。
然而,取決於在過濾期間作用於多孔過濾器元件10之力,有可能省略核心20。舉例而言,當通過多孔過濾器元件10之流體流主要自內向外時,多孔過濾器元件10上之徑向向內力可不存在或如此低使得核心20變得不必要,從而使能夠縮減過濾器之重量及成本。圖3A及圖3B中所展示的彎曲褶狀物組態准許均一褶狀物支撐且用以橫越多孔過濾器元件均勻地分配集中負載。此最小化褶狀物移動且增大褶狀物保留脈動流系統中之粒子之能力。
根據本發明之過濾器較佳包括用於將多孔過濾器元件10保留呈圓柱形組態之組件。用於保留褶狀物之台適組件為以足夠張力環繞多孔過濾器元件以防止褶狀物自其褶狀狀態伸直的材料薄片。在圖3A及圖3B中,提供包含側面平行的可撓性材料條帶之螺旋形纏繞部件50,該可撓性材料條帶以多個匝以螺旋方式環繞多孔過濾器元件10。該纏繞部件50可由
與正被過濾之流體相容之任何材料製成。若纏繞部件50完全包封多孔過濾器元件10之外部周邊,則纏繞部件50較佳係多孔的。雖然多孔過濾器元件較佳包含褶狀物,但纏繞件亦可能有用於非褶狀過濾器包裝,諸如纖維之中空圓柱形塊狀物。
纏繞部件50係由足夠強以抵禦徑向向外力提供足夠支撐且抵抗由自內向外流引起的應力之材料製成。可根據預期過濾狀態選擇纏繞部件50之張力。
可在纏繞部件50之鄰近匝之間具有或不具有重疊的情況下使纏繞部件50環繞多孔過濾器元件10。舉例而言,纏繞部件50之鄰近匝可在實質上無重疊的情況下而彼此鄰接,或藉由使用重疊,有可能使纏繞部件50之多個層環繞多孔過濾器元件10。然而,已發現,若纏繞部件50包括不受阻開口,則多孔過濾器元件10之污跡容量相比於展開式褶狀多孔過濾器元件之污跡容量或相比於完全覆蓋於纏繞部件中之褶狀多孔過濾器元件之污跡容量可得以極大地增大。開口可為以纏繞部件50自身之材料形成之孔,或其可為纏繞部件50之鄰近匝之間留下的間隙52。
在圖3A及圖3B之實施例中,使纏繞部件50環繞多孔過濾器元件10以便使開口呈鄰近匝之間的螺旋間隙52之形式。纏繞部件50包含兩個或多於兩個層之複合條帶,其包括至少一外部層54及一內部層56。外部層54充當「載體」,其使纏繞部件50安全地附接至多孔過濾器元件10之外部,包括例如附接至褶狀物12之隆起部12b。外部層54可由多種材料形成,包括例如紡黏熱塑性材料,其與正被過濾之流體相容且將易於黏合至諸如熱熔黏著劑之黏著劑。外部層54較佳係多孔的,從而允許熱熔黏著
劑穿透於層54內以形成較強黏合。外部層亦可能係穿孔的。對於許多應用,依據商標名Reemay購自Reemay公司的多孔、聚合非編織材料係合適的。亦可使用具有Reemay材料之層板。其他合適材料之實例係油紙板及聚酯薄膜。
向纏繞複合物提供強度之內部層56抵禦徑向向外力提供支撐且抵抗由橫越多孔過濾器元件之自內向外流及壓降引起之應力。內部層56較佳係玻璃或碳纖維加強型熱塑性條帶,其包括例如玻璃或碳纖維加強型聚苯硫醚(PPS)條帶。玻璃纖維含量較佳可高達約70重量%,且碳纖維含量較佳可高達約60重量%。以玻璃或碳纖維加強之聚對苯二甲酸丁二醇酯(PUT)或單軸織品或鋼帶對於亦可一些流體係有用的。相似地,以玻璃或碳纖維加強之耐綸或聚丙烯對於諸如水之溫和的非侵襲性流體將有用。
對於外徑為約四吋或更小的多孔過濾器元件10,內部層56較佳應具有至少約3百萬psi(3MPSI)之彈性模數從而耐受150psid(由內向外)壓降。在包括例如外徑在四吋與六吋之間的元件之較大多孔過濾器元件10中,內部層56較佳應能夠耐受100psid壓降。為了耐受高達150psid壓降,內部層56較佳應具有至少約12MPSI之彈性模數。為了達成所要強度特性,內部層56可藉由將加強型條帶之多個層堆疊於彼此之頂部上而形成。
外部層54及內部層56較佳彼此接合以促進製造,但在具有謹慎製造的情況下,其不需要接合在一起。外部層54及內部層56可藉由(1)施加於該兩個層之間的雙面膠帶、(2)施加於該兩個層之間的熱熔黏著劑(聚醯胺熱熔或EVA熱熔)或(3)超音波點熔接該兩個層而彼此接合。
視需要,纏繞部件50可藉由將熱熔黏著劑珠粒施加於內部層之兩個邊緣上而附接至多孔過濾器元件10之外部。在每一邊緣上,熱熔黏著劑可流入至多孔外部層中及內部層之邊緣中,從而防止任何纖維自內部層遷移。
纏繞部件50較佳以防止其變得自多孔過濾器元件10解開之方式而緊固。在一較佳實施例中,使纏繞部件50環繞多孔過濾器元件10,而並不將該纏繞部件50與該多孔過濾器元件10直接附接在一起,從而僅將纏繞部件50之兩個末端緊固至第一端蓋40、第二端蓋41。在纏繞部件50附接至第一端蓋40及/或第二端蓋41之前,纏繞部件50之末端可被切割成某角度,使得末端之實質上整個長度可結合至端蓋中。
在過濾器複合物(亦即,過濾介質及排水層)成褶狀且形成為圓柱形形狀之後,褶狀過濾器複合物之縱向邊緣經密封至彼此以形成圓柱形褶狀過濾器包裝。在熱熔黏著劑珠粒58固化之前及在封端之前,纏繞部件50可以螺旋方式環繞過濾器包裝之長度。施加至纏繞部件50之張力應足以在不擠壓或封鎖過濾器包裝之褶狀物12的情況下防止褶狀物12移動或褶狀物12之間的纏繞部件50中之波紋。可以合適長度(例如42吋至44吋之長度)製造過濾器包裝,且將纏繞部件50施加至整個42至44吋長度。此後,可將過濾器包裝切割至例如40吋、20吋、13吋、8吋或4吋之所要長度。
應瞭解,外部層54較佳寬於內部層56。因此,當將纏繞部件50之末端黏合至第一端蓋40、第二端蓋41中時,外部層54將有助於防止相對而言比外部層54堅固的內部層56與第一端蓋40及過濾器包裝分
離。相比於用以製造內部層56之材料,外部層54之材料亦可較佳黏合至用於製造多孔過濾器元件中之黏著劑及灌注材料。相比於用於內部層56中之材料相對而言更有可撓性且典型地具有較佳處置特性的較寬外部層54提供在製造製程期間之較佳處置及效能,且最小化內部層56與第一端蓋40、第二端蓋41及過濾器包裝之間的分離度,同時維持內部層56之相對強度特性。
較寬外部層54亦保持在纏繞件之周邊內黏著劑之散佈,且最小化可在黏著劑在纏繞件周邊之外部展開的情況下發生的非所要混亂情形。較佳地,間隙52形成於螺旋形纏繞部件50之鄰近匝之間,使得間隙52不大於內部層56之寬度。對於一些應用,鄰近螺旋形纏繞部件50之間的間隙52之寬度X與內部纏繞件56之寬度X的距離相同。在一項實施例中,已發現,約0.4吋之內部層寬度對於許多應用係足夠的。在一個較佳實施例中,外部層54之寬度係內部層54之寬度的約兩倍(2×),因此,自內部層56之邊緣至接下來鄰近內部層之邊緣之總距離為約2倍。
在經組合過濾器包裝及纏繞部件50經切割至所要長度之後,每一過濾器包裝經封端以形成多孔過濾器元件10。第一端蓋40、第二端蓋41可使用包括例如環氧樹脂或聚胺基甲酸酯之灌注化合物或熱熔黏著劑來施加。第一端蓋40、第二端蓋41可為聚合的。替代地,可藉由熔融聚合端蓋之一部分且將過濾器包裝/纏繞末端60之末端插入至第一端蓋40、第二端蓋41之熔融部分中而將聚合端蓋施加至過濾器包裝/纏繞末端60之末端。在任一狀況下,過濾器包裝/纏繞末端60之末端較佳應以較佳至少一吋之千分之50、且更佳一吋之約千分之100插入至灌注化合物或熔融塑膠中,以確保纏繞部件50在第一端蓋40、第二端蓋41處適當地黏合至過濾器包
裝。
緊固纏繞部件50之另一方法為藉由諸如熱熔黏著劑之黏合劑將其附接至多孔過濾器元件10,該黏合劑在該纏繞部件50盤繞於多孔過濾器元件10周圍時經施加至該纏繞部件50。可將呈連續或間斷珠粒之形式之黏合劑施加至纏繞部件50,該珠粒平行於纏繞部件50之邊緣圍繞多孔過濾器元件10螺旋。替代地,若纏繞部件50係由聚合材料製成,則其可由熱輪熔化黏合至多孔過濾器元件10,該熱輪在使多孔過濾器元件10旋轉時沿著多孔過濾器元件10之長度行進。纏繞部件50可直接附接至多孔過濾器元件10,或在纏繞部件50之鄰近匝之間存在重疊的情況下,該等鄰近匝可直接附接至彼此。
以下實施例進一步說明本發明,但當然不應被解釋為以任何方式限制其範圍。
此實施例描述根據本發明之一實施例之過濾器總成。
將圖1F及圖2用於一般參考,其中RFID標籤900經由熱熔製程而附接至第一端蓋40之內部表面,第一天線、第二天線及第三天線(901、902、903)經調諧以在處於或接近13.56MHz(波長~22.1m)下進行操作且被實施為電路板上之銅跡線。天線電路板中之每一者上之匹配組件允許微調阻抗(約50歐姆)及諧振頻率。RFID讀取器積體電路藉由同軸纜線連接至第一天線901。第一天線及第二天線各自充當將信號自RFID讀取器橫越標稱3.8毫米間隙(925)傳送至罩蓋總成的電磁耦合線圈的一半。第一天線901駐存於外殼本體575中且相對於該外殼本體靜止。第二天線
902係附接至可拆卸式第一外殼末端本體510B之可拆卸式罩蓋510A之部分。
RFID信號經由壓力密封套總成934而投送至第三天線903以允許越過至過濾器外殼之高壓側中。第三天線903定位於流體腔室中且電磁耦合至位於第一端蓋40上之RFID標籤900。第三天線903與RFID標籤900之間的距離935為9.26毫米。
此實施例描述根據本發明之一實施例的說明性過濾器系統之操作,該過濾器系統包括第一及第二過濾器總成,其中第一過濾器總成以高壓線(工作壓力典型地約為400巴或更小)配置,且第二過濾器總成(用於對再循環流體之過濾)以低壓(返回)線(工作壓力典型地約為20巴或更小)配置。在一些實施例中,為了確保清潔流體經返回至儲集器,使用配置於液壓電路之較低壓力部分中之第二過濾器總成可為理想的。
典型地,終端使用者將定義供用於系統中之終端使用者處理程序(或「客戶處理程序」),其包括各種目標參數,且該等參數可取決於待過濾之流體(例如液壓流體、潤滑流體等)而不同。舉例而言,處理程序可定義服務過濾器壽命時數(執行時間)、差壓、進水、流體狀態(例如污染、稀釋、氧化、添加劑耗損,及/或微粒之存在、流體溫度、流體黏度、流體密度、流體介電質及流率)。在一些實施例中,儲存多孔過濾器元件效能設定點及/或操作限度,且監控包括判定一或多個經儲存效能設定點及/或操作限度是否已被超過。
典型地,客戶處理程序包括:經由諸如液壓缸、液壓馬達之
致動器及執行器或在潤滑系統之狀況下藉由使潤滑劑循環通過諸如齒輪箱之旋轉機械而將由進料泵產生之液壓能轉換成另一工作形式(力/壓力、旋轉或線性運動等)或作為冷卻劑循環至客戶處理程序。視需要,可複製客戶處理程序多次-每次運用其自身閥、致動器、機械等。
將圖6A用於一般參考,系統2000包括如以上所描述之第一及第二過濾器總成,其中一個總成1000經配置為返回線過濾器節點(較低壓力/返回線過濾器總成),且另一總成1000'經配置為高壓過濾器節點。在此實施例中,第一及第二過濾器總成如實施例1中所描述而組態,其中第二總成中之所標記組件包括「'」作為其標籤(例如1100')之部分。
所說明系統進一步包括一感測器節點2500,該感測器節點包括電子盒,該電子盒可自動收集資料且將資料(例如流體健康狀態)以無線方式報告至WiFi閘道器3000(其充當一個網路與另一網路(例如兩個無線通信頻率)之間的橋接器)且與水感測器2551及流體性質感測器(例如流體密度感測器)2552介接,其中該等感測器較佳附接至感測器歧管2550,且該感測器節點與包括感測器2551、2552之感測器歧管2550相隔約3公尺內位於系統之低壓側上(進料泵之上游)。
在此實施例中,感測器節點經由半雙工RS-485介面使用6導體纜線電連接至水感測器,且經由CAN匯流排介面使用4導體纜線而電連接至流體性質感測器。
感測器節點使用2導體纜線而連接至24V DC電源。
過濾器總成1000、1000'各自包括一RFID信號產生器/控制器910、910',該RFID信號產生器/控制器910、910'包括將差壓量測以無線
方式報告至WiFi之電子盒。RFID信號產生器/控制器910、910'被安裝至過濾器外殼之在差壓感測器1100、1100'上方的側,且RFID信號產生器/控制器910、910'經由半雙工RS-485介面使用6導體纜線而電連接至各別差壓感測器1100、1100'。
對根據本發明之一實施例的系統之操作之一般綜述如下:
藉由泵2200在高壓側上且經由感測器節點2550將流體抽汲出儲集器2100,且該流體傳遞通過第一過濾器總成1000',在該第一過濾器總成中流體被過濾。RFID信號產生器/控制器910'將流體及過濾器狀態經由閘道器3000以無線方式報告至雲端以及在其電子指示系統(LED)上指示其電流狀態(其中紅色LED指示現在需要過濾器改變、黃色LED指示過濾器正接近使用壽命終結且不久應被改變,且綠色LED指示過濾器良好),其中經由所安裝可拆卸式過濾器來過濾流體,且感測器節點經由閘道器3000將詳細流體狀態報告至雲端。
將由過濾器及節點接收之資料經由閘道器而傳輸至基於雲端之軟體應用程式,且應用程式中之演算法處理資料且判定異常過濾器及/或流體健康狀態是否存在。若所監控過濾器及流體健康狀態接近或處於不可接受的等級(例如不合規格),則產生警報且發送可包括LED顏色自綠色至黃色或紅色之改變之通知。
為了使流體再循環,流體傳遞通過第二過濾器總成1000,且RFID信號產生器/控制器910將流體及過濾器狀態經由閘道器而以無線方式報告至雲端以及在其電子指示系統(LED)上指示其電流狀態,連同經由所安裝可拆卸式過濾器過濾該流體。
流體自第二過濾器總成1000傳遞回至儲集器2100以重複循環。
在外部,(例如)操作員、技術員及/或客戶可使用其具備網際網路能力之裝置3100(電腦、平板電腦、智慧型電話等)以連接至雲端且檢視由過濾器總成及感測器節點產生之報告。操作員、技術員及/或客戶亦可在視覺上檢測過濾器總成上之指示符以查看電流效能。
此實施例描述根據本發明之一實施例的包括過濾器總成之說明性過濾器系統之操作。該系統亦包括儲集器、泵、感測器節點、流量計、壓力量規及WiFi閘道器。
在此實施例中,過濾器總成係如實施例1中所描述而組態。RFID標籤係以多孔過濾器元件零件編號而程式化。
系統進一步包括一感測器節點,該感測器節點包括電子盒,該電子盒可自動收集資料且將資料(例如流體健康狀態)以無線方式報告至WiFi閘道器(其充當一個網路與另一網路(例如兩個無線通信頻率)之間的橋接器)且與流體性質感測器介接,其中該感測器附接至感測器歧管,且該感測器節點位於進料泵之下游。
在此實施例中,感測器節點經由CAN匯流排介面使用4導體纜線電連接至流體性質感測器。感測器節點使用2導體纜線而連接至24V DC電源。
過濾器總成包括一RFID信號產生器/控制器,該RFID信號產生器/控制器包括將差壓量測以無線方式報告至WiFi之電子盒。RFID信
號產生器/控制器被安裝至過濾器外殼之在差壓感測器上方的側,且RFID信號產生器/控制器經由半雙工RS-485介面使用6導體纜線而電連接至差壓感測器。
在處於或接近大氣壓力下而儲存的液壓油(美孚DTE24)係由泵抽汲出儲集器,且流體傳遞通過過濾器總成及感測器節點。藉由變化泵之速度而控制流率,且自配置於過濾器總成下游的流量計讀取流率。安裝於過濾器總成之上游及下游的壓力量規提供對差壓之視覺確認。RFID信號產生器/控制器將流體及過濾器狀態經由閘道器以無線方式報告至雲端,且感測器節點經由閘道器將詳細流體狀態報告至雲端。
在自約2GPM變化至約10GPM之流率及約20PSIG至約100PSIG之進料壓力下進行測試。
自多孔過濾器元件上之RFID標籤讀取之資料貫穿該測試係一致的,且來自流體性質感測器及差壓感測器之資料被準確地報告且與用於油之預期值一致。可由終端使用者自膝上型電腦或智慧型裝置存取資料。
此實施例描述根據本發明之一實施例的包括過濾器總成之說明性過濾器系統之操作,如圖6C中大體上所說明。
在此實施例中,過濾器總成係如實施例1中所描述而組態。RFID標籤係以多孔過濾器元件零件編號而程式化。
在處於或接近大氣壓力下而儲存於暗室中的市售液壓油係由泵抽汲出儲集器,且在20gpm之流率下經加壓至近似3000psig(207巴)之流體傳遞通過過濾器總成及感測器節點。
最大工作系統壓力係由諸如旁通調節器之壓力調節裝置設定。過濾器外殼總成在泵之下游且在高壓側中被安裝。過濾器外殼總成包括多孔過濾器元件、過濾器旁通閥、多孔過濾器元件差壓轉換器、多孔過濾器元件RFID讀取器、關聯電子件、無線通信,及自360度可檢視之經照明視覺指示器/指標燈。
電子件監控多孔過濾器元件之差壓,該差壓隨著時間而增大,此係因為污跡粒子或磨損碎屑被擷取,且該差壓驗證正確元件零件編號經由位於多孔過濾器元件上之RFID標籤而安裝。電子件亦含有將感測器資料傳輸至閘道器,閘道器繼而將感測器資料透射至雲端之無線通信。
旁通閥包括於過濾器外殼中使得橫越過濾隔膜之最大差壓受到限制以便防止過濾器損害且在元件變得塞滿污染物時禁止流堵塞。旁通閥經設定為在65psid(4.5bard)下敞開。在繼續存在適當過濾器壽命且多孔過濾器元件差壓低於旁通閥設定(~52psid)的近似80%之正常操作狀態中,運用綠色LED來照明視覺指示器/指標燈。
當過濾器負載至多孔過濾器元件之實用使用壽命接近結束且差壓超過旁通閥設定的近似80%的程度時,運用黃色LED來照明視覺指示器/指標燈。終端使用者(典型地為維護監督者或技術員)亦將在具備網際網路能力之裝置上接收通知。此時,終端使用者應理解,應在不久的將來用具有相同零件編號中之一新零件來替換多孔過濾器元件。然而,若多孔過濾器元件並不服務且過濾器差壓繼續增大至旁通閥接近敞開點(其在此狀況下為65psid)的點,則運用紅色LED來照明視覺指示器/指標燈且將警報通知發送至終點使用者之裝置。
感測器歧管以及關聯電子件及通信模組安裝於典型地處於近似1巴的低壓返回線中之客戶處理程序之下游。感測器節點通信模組以與過濾器外殼相同之方式將資料以無線方式傳輸至閘道器且最終傳輸至雲端。自客戶處理程序返回之液壓流體流係由或經由流體性質感測器(及視情況溶水感測器)傳遞。感測器持續監控臨界流體健康參數且將警告終端使用者此等參數是否正接近或已超過用於液壓流體之限度,或是否已發生例如來自上游製程漏泄熱交換器的諸如進水之製程擾亂。在其中接近或超過流體狀態限制之狀況下,將以與先前所描述之過濾器狀態通知相同之方式將通知發送至終端使用者之選擇裝置。
本文中所引用之所有參考文獻,包括公開案、專利申請案及專利均以引用方式併入本文中,其引用程度就如同個別及特定地指示每一參考文獻以引用方式併入且全文闡述於本文中一般。
除非本文中另外指示或與上下文明顯矛盾,否則在描述本發明之上下文中(尤其在以下申請專利範圍之上下文中)使用術語「一(a/an)」及「該(the)」及「至少一個(at least one)」及相似參照物應被解釋為涵蓋單數及複數兩者。除非本文中另外指示或與上下文明顯矛盾,否則使用後接一或多個項目之清單(例如「A及B中之至少一者(at least one of A and B)」)之術語「至少一者(at least one)」應被解釋為意謂選自所列舉項目之一個項目(A或B)或所列舉項目中之兩者或多於兩者之任何組合(A及B)。除非另外指出,否則術語「包含」、「具有」、「包括」及「含有」應被理解為開放式項(亦即,意謂「包括但不限於」)。除非本文另外指示,否則本文中數值範圍之敍述僅意欲充當個別提及屬於該範圍內之每一獨立值之速記
方法,且每一獨立值併入本說明書中,如同在本文中個別敍述一般。除非本文另外指示或另外與上下文明顯矛盾,否則本文所描述之所有方法可以任何適合次序來執行。除非另外主張,否則使用本文所提供之任何及所有實施例或例示性語言(例如「諸如」)僅意欲較好地闡明本發明而不對本發明之範圍造成限制。本說明書中之語言不應被解釋為指示任何未主張之要素對於實踐本發明而言必不可少。
本發明之較佳實施例描述於本文中,包括本發明人已知之用於進行本發明的最佳模式。在閱讀前文描述之後,彼等較佳實施例的變化對一般熟習此項技術者可變得顯而易見。本發明人期望熟習此項技術者適當時使用此類變化,且本發明人意欲以不同於本文中具體描述之其他方式來實踐本發明。因此,在適用法律允許下,本發明包括隨附於本文之申請專利範圍中所敍述之主題的所有修改及等效者。此外,除非本文另外指示或以其他方式與上下文明顯矛盾,否則本發明涵蓋上述要素在其所有可能變化中之任何組合。
Claims (21)
- 一種過濾器總成,其包含(a)一外殼,其具有一第一外殼末端、一外殼本體及一第二外殼末端,該外殼含有包含一多孔過濾器元件之一大體上圓柱形的過濾器,其中至少該第一外殼末端包含一可拆卸式罩蓋及一第一外殼末端本體,其中該外殼經配置以提供通過該過濾器之一流體流徑,使得流體在其傳遞通過該多孔過濾器元件時被過濾;(i)該過濾器包含一第一端蓋及一第二端蓋,且該多孔過濾器元件包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;(ii)一RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋;(iii)一第一天線,其配置於該外殼本體中或上;(iv)一第二天線,其配置於該可拆卸式罩蓋中或上,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞;(v)一第三天線,其配置於該第一外殼末端本體中或上,其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接收一信號;(vi)一RFID信號產生器/控制器;及,(vii)一第一纜線,其具有一第一纜線第一末端及一第一纜線第二末端,其中該第一纜線第一末端耦接至該第二天線,且該第一纜線第二末端耦接至該第三天線;其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器。
- 如申請專利範圍第1項之過濾器總成,其進一步包含至少一個流體感測器,該至少一個流體感測器經配置以感測該流體之一狀態,其中該流體狀態感測器與該RFID信號產生器/控制器通信。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之過濾器總成,其中該第一端蓋係一封閉端蓋。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之過濾器總成,其中該第一端蓋係一敞開端蓋。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之過濾器總成,其中該RFID標籤附接至該第一端蓋。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之過濾器總成,其中該多孔過濾器元件係褶狀的。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之過濾器總成,其進一步包含一信號裝置,該信號裝置包含附接至該外殼之一可改變視覺信號指示器。
- 如申請專利範圍第1項之過濾器總成,其進一步包含至少一個流體狀態感測器,該至少一個流體狀態感測器經配置以感測傳遞通過該過濾器總成之該流體之一狀態,其中該流體狀態感測器與該RFID信號產生器/控制器通信。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之過濾器總成,其進一步包含經配置以判定質量流量之一流體密度感測器及一體積流率感測器,其中該流體密度感測器及該體積流率感測器與該RFID信號產生器/控制器通信。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之過濾器總成,其進一步包含一流體密度感測器。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之過濾器總成,其中該RFID標籤安裝至插入於該過濾器中之一支撐件。
- 如申請專利範圍第11項之過濾器總成,其中該RFID標籤面對該第一端蓋,其中該第一端蓋包含一封閉端蓋。
- 一種用於監控流體處理之系統,其包含:(A)一過濾器總成,該過濾器總成包含(a)一外殼,其具有一第一外殼末端、一外殼本體及一第二外殼末端,該外殼含有包含一多孔過濾器元件之一大體上圓柱形的過濾器,其中至少該第一外殼末端包含一可拆卸式罩蓋及一第一外殼末端本體,其中該外殼經配置以提供通過該過濾器之一流體流徑,使得流體在其傳遞通過該多孔過濾器元件時被過濾;(i)該過濾器包含一第一端蓋及一第二端蓋,且該多孔過濾器元件包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;(ii)一RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋;(iii)一第一天線,其配置於該外殼本體中或上;(iv)一第二天線,其配置於該可拆卸式罩蓋中或上,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞;(v)一第三天線,其配置於該第一外殼末端本體中或上,其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接收一信號;(vi)一RFID信號產生器/控制器;及,(vii)一第一纜線,其具有一第一纜線第一末端及一第一纜線第二末端,其中該第一纜線第一末端耦接至該第二天線,且該第一纜線第二末端耦接至該第三天線;其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器;(B)提供網際網路存取之一路由器閘道器,該路由器閘道器與該RFID信號產生器/控制器通信,及(C)至少一個雲端或網路允用裝置,其能夠存取網際網路且接收關於該過濾器總成之資訊。
- 如申請專利範圍第13項之系統,其進一步包含一流體密度感測器。
- 如申請專利範圍第13項或第14項之系統,其進一步包含一體積流率感測器。
- 如申請專利範圍第13項或第114項之系統,其進一步包含經由該路由器閘道器進行通信之至少一個感測器節點。
- 一種用於監控一流體總成中之流體處理之方法,該流體總成包括一RFID標籤及一RFID信號產生器/控制器,該方法包含:(A)接收關於傳遞通過一流體總成之流體之資訊,該流體總成包含(a)一外殼,其具有一第一外殼末端、一外殼本體及一第二外殼末端,該外殼含有包含一多孔過濾器元件之一大體上圓柱形的過濾器,其中至少該第一外殼末端包含一可拆卸式罩蓋及一第一外殼末端本體,其中該外殼經配置以提供通過該過濾器之一流體流徑,使得流體在其傳遞通過該多孔過濾器元件時被過濾;(i)該過濾器包含一第一端蓋及一第二端蓋,且該多孔過濾器元件包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;(ii)該RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋;(iii)一第一天線,其配置於該外殼本體中或上;(iv)一第二天線,其配置於該可拆卸式罩蓋中或上,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞;(v)一第三天線,其配置於該第一外殼末端本體中或上,其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接收一信號;(vi)該RFID信號產生器/控制器;及,(vii)一第一纜線,其具有一第一纜線第一末端及一第一纜線第二末端,其中該第一纜線第一末端耦接至該第二天線,且該第一纜線第二末端耦接至該第三天線;其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器。
- 如申請專利範圍第17項之方法,其中該資訊包含以下各者中之任何一或多者:過濾器差壓、流率,及多孔過濾器元件零件編號。
- 如申請專利範圍第17項或第18項之方法,其包含使用一雲端或網路允用裝置存取網際網路,及接收該資訊。
- 一種用於監控一流體總成中之流體處理之方法,該流體總成包括一RFID標籤及與提供網際網路存取之一路由器閘道器通信的一RFID信號產生器/控制器,該方法包含:(A)使用一雲端或網路允用裝置存取網際網路,及(B)接收關於傳遞通過一流體總成之流體之資訊,該流體總成包含(a)一外殼,其具有一第一外殼末端、一外殼本體及一第二外殼末端,該外殼含有包含一多孔過濾器元件之一大體上圓柱形的過濾器,其中至少該第一外殼末端包含一可拆卸式罩蓋及一第一外殼末端本體,其中該外殼經配置以提供通過該過濾器之一流體流徑,使得流體在其傳遞通過該多孔過濾器元件時被過濾;(i)該過濾器包含一第一端蓋及一第二端蓋,且該多孔過濾器元件包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;(ii)該RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋;(iii)一第一天線,其配置於該外殼本體中或上;(iv)一第二天線,其配置於該可拆卸式罩蓋中或上,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞;(v)一第三天線,其配置於該第一外殼末端本體中或上,其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接收一信號;(vi)該RFID信號產生器/控制器;及,(vii)一第一纜線,其具有一第一纜線第一末端及一第一纜線第二末端,其中該第一纜線第一末端耦接至該第二天線,且該第一纜線第二末端耦接至該第三天線;其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由該第一天線、該第二天線、該第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器。
- 一種過濾器,其包含:一第一端蓋;一第二端蓋;一中空圓柱形的多孔過濾器元件,其包含一第一過濾器末端及一第二過濾器末端,該第一端蓋密封至該第一過濾器末端,且該第二端蓋密封至該第二過濾器末端;及一RFID標籤,其緊固於該第一端蓋或該第二端蓋上或安裝鄰近於該第一端蓋或該第二端蓋,其中該RFID標籤經配置以與一過濾器總成的RFID信號產生器/控制器通信,其中該過濾器總成經配置以允許一信號從該RFID信號產生器/控制器經由第一天線、第二天線、第三天線傳遞至該RFID標籤,且允許一信號從該RFID標籤經由該第三天線、該第二天線、該第一天線傳遞至該RFID信號產生器/控制器,其中該第一天線及該第二天線一般共軸地配置且分離達一間隙,使得該第一天線與該第二天線電感耦合,從而允許一無線信號在其之間傳遞,且其中該第三天線與該RFID標籤隔開,且該第三天線經配置以將一信號以無線方式發送至該RFID標籤且自該RFID標籤以無線方式接收一信號。
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