CN105873654A - 具有双重过滤能力的过滤元件和过滤组件 - Google Patents

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Abstract

一种过滤元件(16)可包括管状部件(46)，该管状部件(46)包括至少部分地限定第一腔室和第二腔室(56、58)的隔板(54)。隔板可配置为在管状部件内防止第一腔室和第二腔室之间的流动连通。该管状部件还可包括入口端口(62)和出口端口(64)，入口端口(62)配置成提供进入第一腔室的流动连通，该出口端口(64)配置成提供离开第二腔室的流动连通。该管状部件还可包括至少一个出口孔(66)和至少一个入口孔(72)，所述出口孔(66)配置成提供离开第一腔室的流动连通，所述入口孔(72)配置成提供进入第二腔室的流动连通。该过滤元件还可包括过滤介质(48)，该过滤介质与至少一个出口孔和入口孔相关联。该过滤元件可配置为使得通过该第一过滤元件的流体能既通过第一腔室又通过第二腔室。

Description

具有双重过滤能力的过滤元件和过滤组件
技术领域
本发明涉及一种具有双重过滤能力的过滤元件和一种包括该过滤元件的过滤组件，且更特别地涉及一种被配置为使流体经过两个过滤过程的过滤元件和一种包括该过滤元件的过滤组件。
背景技术
过滤***可被用于过滤与机器(例如内燃机)的操作相关联的流体。例如，过滤***可被用于从燃料和润滑剂中去除颗粒。在一些情况下，可能希望流体经受一个以上的过滤过程，例如以从具有不同特征(例如尺寸)的流体中去除颗粒。作为结果，一些过滤***包括一个以上的过滤组件，其中每个过滤组件被配置为从流体中去除不同类型的颗粒。
然而，随着机器变得越来越复杂，高效的部件封装变成所需的。因此，尽管在一些机器中可能希望流体经受一个以上的过滤过程，但是由于空间限制，提供一个以上的用于所希望的过滤的单个过滤组件可能是困难的。作为结果，可能希望提供被配置为使流体经受一个以上的单个过滤过程的过滤元件和过滤组件，同时有效地利用可用空间。
在1998年6月16日授予Brown等人的美国专利号5,766,468(“'468专利”)中描述了一种提供所希望的过滤的尝试。具体地，'468专利公开了双层介质燃料过滤器，其结合过滤通过燃料源到达提升泵的燃料以及过滤通过提升泵到达燃料喷射器的燃料这两个功能。该过滤器包括不同的初级燃料过滤筒和次级燃料过滤筒，它们被压缩装载到适于螺纹地附接到发动机组的内置式燃料过滤罐中。初级过滤筒被设置为过滤在吸力下从燃料源吸入到提升泵中的燃料，并且被设置有相对粗糙的过滤介质以允许充足的燃料在负压和寒冷温度条件下从其中通过。次级滤芯被设置有相对精细的过滤介质以过滤从提升泵通过并进入燃料喷射器中的燃料。
尽管'468专利的双层介质过滤器可提供双重过滤，它需要两个单独的过滤筒并且具有过于复杂的流动***。这可导致与提供两个单独的过滤筒相关联的空间的不充分利用和成本的增加。
本发明公开的过滤元件和过滤组件可以用来减少或克服以上所述的可能的缺点中的一个或多个。
发明内容
在一方面，本发明涉及一种过滤元件。该过滤元件可包括管状构件，该管状构件具有纵向轴线并且包括至少部分地限定第一腔室以及至少部分地限定第二腔室的隔板。隔板可在管状构件中纵向延伸并且可被配置为防止第一腔室与第二腔室在管状构件内流动连通。管状构件还可包括至少部分地限定入口端口和至少部分地限定出口端口的端部，入口端口被配置为提供进入第一腔室的流动连通，出口端口被配置为提供离开第二腔室的流动连通。管状构件可进一步包括至少一个出口孔和至少一个入口孔，该至少一个出口孔被配置为提供离开第一腔室的流动连通，该至少一个入口孔配置为提供进入第二腔室的流动连通。过滤元件还可包括与至少一个出口孔和至少一个入口孔相关联的过滤介质。过滤元件可被配置为使得通过第一过滤元件从入口端口到出口端口的流体既通过第一腔室又通过第二腔室。
根据另一个方面，过滤元件可包括管状构件，其具有纵向轴线并包括至少部分限定第一腔室以及至少部分限定第二腔室的隔板。隔板可在管状构件内纵向延伸并且可配置为防止第一腔室和第二腔室在管状构件内流动连通。管状构件还可包括端部，其至少部分限定配置为提供进入第一腔室的流动连通的入口端口，以及至少部分限定配置为提供离开第二腔室的流动连通的出口端口。管状构件可进一步包括至少一个配置为提供离开第一腔室的流动连通的出口孔，以及至少一个配置为提供进入第二腔室的流动连通的入口孔。过滤元件可包括过滤介质，所述过滤介质包括与所述至少一个出口孔相关联的第一部分，使得从第一腔室流过该至少一个出口孔的流体流动通过该过滤介质的第一部分。过滤介质还可包括与所述至少一个入口孔相关联的第二部分，使得流进该至少一个入口孔的流体流动通过该过滤介质的第二部分，并流入第二腔室。过滤元件可配置为使得从入口端口通过该过滤元件到达出口端口的流体既通过过滤介质的第一部分又通过过滤介质的第二部分。
根据再另一个方面，过滤组件可包括配置为联接到机器的过滤基座，以及具有开口端、闭合端，并被配置为联接到所述过滤基座的滤罐。过滤组件还可包括配置为接纳在滤罐内的过滤元件。过滤元件可包括管状构件，管状构件具有纵向轴线并包括至少部分限定第一腔室以及至少部分限定第二腔室的隔板。隔板可在管状构件内纵向延伸并且可配置为防止第一腔室和第二腔室在管状构件内流动连通。管状构件还可包括端部，所述端部至少部分限定配置为提供进入第一腔室的流动连通的入口端口，以及至少部分限定配置为提供离开第二腔室的流动连通的出口端口。所述至少一个出口孔可配置为提供离开第一腔室的流动连通，以及所述至少一个入口孔配置为提供进入第二腔室的流动连通。过滤元件还可包括与所述至少一个出口孔以及所述至少一个出口孔相关联的过滤介质。过滤元件可配置为使得从入口端口通过该过滤元件到达出口端口的流体既通过过滤介质的第一部分又通过过滤介质的第二部分。
附图说明
图1是过滤组件的示例性实施例的透视截面视图。
图2是图1所示的示例性过滤组件的局部透视截面视图。
图3是过滤元件的一部分的示例性实施例的透视图。
图4是图3所示的示例性部分的另一个角度的透视图。
图5是过滤元件的示例性实施例的局部端截面视图。
图6是过滤元件的示例性实施例的透视图。
具体实施方式
图1示出了过滤组件10的一个示例性实施例。过滤组件10可用于过滤流体，例如，燃料、润滑剂、冷却剂、以及机器所用的液压流体。根据某些实施例，过滤组件10可用作燃料/水分离过滤器和/空气过滤器。但仍可预期其他用途。
图1所示的示例性过滤组件10包括配置为将过滤组件10联接至机器的过滤基座12，配置为联接至过滤基座12的滤罐14，以及配置为接纳在该滤罐14内的过滤元件16。示例性过滤基座12包括具有至少一个孔20(例如，两个孔20)的安装支架18，该孔20用于接纳将过滤基座12联接至一机器的紧固件。并预期其他联接结构。示例性过滤基座12还包括延伸部22以及配置为联接至滤罐14的滤罐联接器24.延伸部22用来将滤罐联接器24与安装托架18隔开以为滤罐14提供间隙。
如图1所示，过滤基座12的示例性滤罐联接器24包括：入口通道26、接纳器28和出口通道30。示例性入口通道26配置为联接至过滤***——诸如例如，燃料***、润滑***、液压***或者冷却剂***——的流体管道，从而该示例性入口通道26接纳过滤组件10中用于过滤的流体。示例性接纳器28配置为接纳过滤元件16的一部分，如本文中更加详细地解释的。示例性出口通道30配置为联接至过滤***的流体管道，从而使从过滤组件10出来的流体在过滤之后返回至过滤***。
图1中示出的示例性滤罐14包括：开口端32、相对设置的闭合端34以及在其间延伸的主体部分36。滤罐14包括邻近开口端32的安装法兰38。在所示出的示例性实施例中，滤罐14的开口端32被接纳在过滤基座12的开口端壳体40中，安装法兰38与壳体40的壳体壁44的端部42邻接。可以在滤罐14的开口端32与壳体40之间提供本领域的技术人员已知的类型的一个或多个密封件(未示出)，以便在滤罐14与壳体40之间(例如，在开口端32与壳体壁44之间)提供流体紧密障碍。可以提供本领域的技术人员已知的类型的接合结构(未示出)以便将滤罐14固定至过滤基座12。
示例性滤罐14和壳体40可以限定出相应的横截面。例如，滤罐14和壳体40可以限定出大体上圆形、大体上卵圆形、和/或大体上多边形的相应的横截面。根据一些实施例，横截面可以沿着滤罐14的纵向长度是大体上恒定的(例如，如图1所示)。根据一些实施例，横截面可以沿着滤罐14的纵向长度是变化的。可以基于多个考虑因素来选择横截面，诸如例如，在接纳过滤组件10的机器的位置处的可用空间的尺寸和形状。
如图1所示，示例性过滤元件16被接纳在滤罐14中并且与过滤基座12和滤罐14合作，从而使过滤基座14的入口通道26中接纳的流体由过滤元件16过滤并且在过滤之后从过滤基座14的出口通道30出来。根据一些实施例，过滤元件16配置为使得从过滤基座12的入口通道26穿过过滤元件16至过滤基座12的出口通道30的流体经受两次过滤过程。
如图1所示，示例性过滤元件14包括大体上由过滤介质48包围的管状构件46。过滤介质48可以包括本领域的技术人员已知的任何过滤介质类型，诸如例如，泡沫型、滤纸型、以及其组合。过滤元件14的一些实施例包括：第一端盖50，该第一端盖50当安装时在配置为邻近过滤基座12的端部处联接在管状构件46的纵向端处；以及第二端盖52，该第二端盖52联接在管状构件46的纵向端部处与第一端盖50相对。
在图2至图5中示出的示例性实施例中，过滤元件16的管状构件46限定出纵轴X并且包括隔板54，该隔板54至少部分地限定出第一腔室56以及至少部分地限定出第二腔室58。如图所示，示例性隔板54在管状构件46内纵向地延伸并且防止第一腔室56与第二腔室58在管状构件46内流动连通。管状构件46包括端部60，该端部60至少部分地限定出入口端口62以及至少部分地限定出口端口64。例如，对于管状构件46具有大体上圆形横截面的实施例，入口端口62可以位于在周向上与出口端口64相对的位置处。
如图1和图2所示，示例性端部60被接纳在过滤基座12的接纳器28中。可以提供一个或多个密封件65，诸如例如，图1、图2和图6中示出的O型圈密封件，以便在管状构件46的端部60与过滤基座12之间创建流体紧密密封。示例性入口端口62在过滤基座14的入口通道26与管状构件46的第一腔室56之间提供流动连通。示例性出口端口64在管状构件46的第二腔室58与过滤基座14的出口通道30之间提供流动连通。在所示出的示例性实施例中，入口通道26和入口端口62为进入过滤元件16的流体提供唯一流体进入点，并且出口端口64和出口通道30为从过滤元件16出来的流体提供唯一流体退出点。
如图1-4所示，示意性管状构件46包括至少一个出口孔66(例如，如所示出的多个出口孔66)，该出口孔被配置成用于提供流动连通流出第一腔室56、经过过滤介质48的第一部分68、且进入滤罐14的内部空间70。示例性管状构件46还包括至少一个入口孔72(例如，如所示出的多个入口孔72)，该入口孔被配置成用于提供如下流动连通：从罐14的内部空间70流出、经过过滤介质48的第二部分74、且进入管状构件48的第二部分74。如图5所示，过滤介质48的第一部分68与出口孔66相关联，且过滤介质48的第二部分74与入口孔72相关联。特别地，第一部分68位于出口孔66的外部且与其邻近，以使得从第一腔室56流至滤罐40的内部空间70的流体穿过第一部分68，因而，过滤了穿过出口孔66的流体。第二部分74位于入口孔72的外部且与其邻近，以使得从滤罐40的内部空间70流至第二腔室58的流体穿过第二部分74，因而，过滤了穿过入口孔72的流体。
如图1所示，示意性过滤组件10被配置成以使得穿过过滤元件16的流体经由过滤基座12的入口通道26进入过滤组件10。流体从入口通道26流至端部60的入口端口62，且流入第一腔室56。此后，流体流出至少一个出口孔66，穿过过滤介质48的第一部分68，且流至滤罐14的内部空间70。穿过过滤介质48的第一部分68导致对流体进行第一过滤过程。一旦在滤罐40的内部空间70中的第一过滤过程之后，流体能够绕着罐40内的过滤元件16流动，且进入管状构件46的第二腔室58。例如，流体可周向地绕着示意性过滤元件16和/或在第二端盖52与滤罐14的闭合端34之间流动，至过滤介质48的第二部分74。此后，流体穿过过滤介质48的第二部分74，经过至少一个入口孔72，且进入第二腔室58。穿过过滤介质48的第二部分74导致对流体进行第二过滤过程。此后，流体经由管状构件46从第二腔室58流至出口端口64，且经由过滤基座12的出口通道30离开过滤元件16。因而，在该示意性实施例中，经过过滤元件16从入口端口62流至出口端口64的流体穿过第一腔室56和第二腔室58，例如，以使得穿过过滤元件16从入口端口62流至出口端口64的流体穿过过滤介质48的第一部分68和过滤介质48的第二部分74。在该示意性方式下，进入过滤组件10的流体在单个过滤组件中经历了两次过滤过程，该单个过滤组件包括单个罐和单个过滤元件。
如图3-图5所示，示意性管状构件46包括至少从管状构件46的外表面径向延伸的第一阻挡件76和第二阻挡件78，如图5所示，过滤介质48的第一部分68在与第一腔室56相关联的第一阻挡件76与第二阻挡件78之间延伸。过滤介质48的第二部分74在与第二腔室58相关联的第一阻挡件76与第二阻挡件78之间延伸。第一阻挡件76和第二阻挡件78用于防止离开出口孔66的流体进入入口孔72，而无需首先穿过过滤介质48的第一部分68的整个厚度、和过滤介质48的第二部分74的整个厚度。
根据一些实施例，如图3-5所示，例如，第一阻挡件76和/或第二阻挡件78可以是基本上平的。根据一些实施例，第一阻挡件76和/或第二阻挡件78可以是弯曲的。根据一些实施例，例如，如图5所示，第一阻挡件76和/或第二阻挡件78可具有一长度，以使得阻挡件的各自端部基本上与过滤介质48的外表面齐平。根据一些实施例，第一阻挡件76和/或第二阻挡件78可具有一长度，以使得阻挡件的各自端部延伸超过过滤介质48的外表面。根据一些实施例，第一阻挡件76和/或第二阻挡件78可具有一长度，以使得阻挡件的各自端部并未到达过滤介质48的外表面。
在示出的示意性实施例中，管状构件46具有基本上圆形的横截面。根据一些实施例，管状构件46可具有其它横截面，例如，例如基本上椭圆形和基本上多边形。根据一些实施例，例如，如所示出的，管状构件46的横截面形状可以沿着它的纵向长度是基本上不变的。根据一些实施例，管状构件46的横截面可以沿着它的纵向长度发生改变。可以基于多个考虑因素来选择横截面，诸如例如，在机器的接纳过滤组件10的位置处的可用空间的尺寸和形状。
如图4和5中所示，管状构件46的隔板54可以是弯曲的或包括许多彼此相互连接的区段。例如，示意性隔板54包括连接至第二区段82的第一区段80，且第一区段80与第二区段82之间相对彼此呈一角度α。例如，角度α范围可为从约20度到约180度，从约30度到约150度，从约40度到约120度，从约60度到约110度，或从约70度到约100度(例如，约90度)。例如，角度α可基于各种考虑(例如，所期望的由过滤介质48的第一部分68和过滤介质48的第二部分74提供的过滤的差异水平)来选择。
根据一些实施例，第一部分68的过滤介质可以具有与第二部分74的过滤介质相同的过滤特性。根据一些实施例，第一部分68的过滤介质可以具有与第二部分74的过滤介质相比不同的过滤特性。根据一些实施例，过滤介质48的第一部分68和第二部分74可具有相同的厚度、不同的厚度、和/或不同的长度(例如，不同的圆周长度)。
如图4和5所示，示意性第一阻挡件76和第二阻挡件78通过在圆周位置处联接至管状构件46的外表面，形成了隔板54的延伸部，该圆周位置与一些点处相同，在该点处，隔板54的端部联接至管状构件46的内表面。根据一些实施例，第一阻挡件76和第二阻挡件78通过在不同于一些点的圆周位置处联接至管状构件46的外表面，在该点处，隔板54的端部联接至管状构件46的内表面。
如图6所示，示意性过滤元件16包括螺旋缠绕式粗纱84，其被配置成用于将过滤介质48固定抵靠着管状构件46。例如，粗纱84可以用于将过滤介质48的第一部分68和第二部分74都保持抵靠管状构件46.尽管在图6中示出的示意性实施例包括螺旋缠绕式粗纱84，但可以设想出用于将过滤介质48联接至管状构件46的可选的方式。
工业实用性
本发明的过滤组件可用于过滤用于多种包括动力***、冷却剂***、液压***和/或空气处理***的机器的流体。参考图1，流体供应可以经由流体导管被供应至过滤组件10，经由过滤组件被过滤、以及经由导管被再循环至流体***中。
例如，如图1所示，流体经由过滤基座12的入口通道26进入过滤组件10。流体从入口通道26流入入口端口62，且流入第一腔室56。此后，流体流出至少一个出口孔66，穿过过滤介质48的第一部分68，且流至罐14，因而对流体进行第一过滤过程。此后，流体绕着过滤元件16流动且通过流过过滤介质48的第二部分74和至少一个入口孔72来进入第二腔室58，因而对流体进行第二过滤过程。此后，流体从第二腔室58流至出口端口64，且经由过滤基座12的出口通道30离开过滤元件16。
在该示意性方式下，进入过滤组件10的流体在单个过滤组件中进行了两次过滤过程，该单个过滤组件包括单个滤罐和单个过滤元件。因而，已公开的过滤组件可提供将微粒物质从流体中更完整地除去，以及可提供在具有相对有限空间的机器环境中使用的相对紧凑的包装。
对于本领域技术人员而言，针对已公开的示意性过滤组件可以做出多种变型和改进是显而易见的。对于本领域技术人员而言，考虑到已公开实例的说明和实施，其它的实施例将变得显而易见。这意味着，说明和实例仅仅被考虑作示例性的，且真实的范围由所附权利要求书和其等价内容来指出。

Claims (10)

1.一种过滤元件(16)，其包括：
管状构件(46)，其具有纵向轴线(X)且包括：
至少部分地限定第一腔室(56)且至少部分地限定第二腔室(58)的隔板(54)，所述隔板在所述管状构件中纵向地延伸且被配置成用于防止所述第一腔室与所述第二腔室在所述管状构件内流动连通；
至少部分地限定入口端口(62)和至少部分地限定出口端口(64)的端部(60)，所述入口端口(62)被配置成用于提供进入所述第一腔室的流动连通，所述出口端口(64)被配置成用于提供离开所述第二腔室的流动连通；
至少一个位于所述管状构件中的出口孔(66)，所述出口孔(66)被配置成用于提供离开所述第一腔室的流动连通；和
至少一个位于所述管状构件中的入口孔(72)，所述入口孔(72)被配置成用于提供进入所述第二腔室的流动连通；以及
过滤介质(48)，其与所述至少一个出口孔和所述至少一个入口孔相关联，
其中，所述过滤元件被配置为使得从所述入口端口通过所述过滤元件到达所述出口端口的流体既通过所述第一腔室又通过所述第二腔室。
2.根据权利要求1所述的过滤元件，其中所述管状部件进一步至少包括从所述管状部件径向地延伸出的第一阻挡件(76)和第二阻挡件(78)。
3.根据权利要求2所述的过滤元件，其中所述过滤介质包括与所述至少一个出口孔相关联的第一部分(68)和与所述至少一个入口孔相关联的第二部分(74)，且其中所述过滤介质的所述第一部分与所述第一腔室相关联地在所述第一阻挡件和所述第二阻挡件之间延伸，且所述过滤介质的所述第二部分与所述第二腔室相关联地在所述第一阻挡件和所述第二阻挡件之间延伸。
4.根据权利要求3所述的过滤元件，其中所述过滤元件配置成使得通过所述过滤元件的流体流入到所述端部中的所述入口端口中、进入所述第一腔室、流出所述至少一个出口孔、通过所述过滤介质的所述第一部分流至所述过滤介质的所述第二部分、通过所述过滤介质的所述第二部分流入到所述至少一个入口孔中并且流入到所述第二腔室中，并通过所述出口端口流出所述过滤元件。
5.根据权利要求1所述的过滤元件，其中所述管状部件对至少一个横截面，且所述至少一个横截面是大致圆形、大致椭圆形以及大致多边形中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的过滤元件，其中所述隔板包括第一区段(80)和第二区段(82)，且其中所述第一区段和所述第二区段相对于彼此以角度(α)相交，并且所述角度在从约20度至约180度的范围内。
7.根据权利要求1所述的过滤元件，其中所述管状部件进一步至少包括从所述管状部件径向延伸出的第一阻挡件和第二阻挡件，且其中所述第一阻挡件和所述第二阻挡件形成所述管状部件的所述隔板的延伸部。
8.根据权利要求1所述的过滤元件，其中进一步包括第一端盖(50)和第二端盖(52)，其中所述第一端盖联接在所述管状部件的邻近于所述入口端口和所述出口端口的纵向端部处，而所述第二端盖联接在所述管状部件的与所述第一端盖相对的纵向端处。
9.根据权利要求1所述的过滤元件，其中所述过滤介质包括与所述至少一个出口孔相关联的第一部分和与所述至少一个入口孔相关联的第二部分，且其中所述过滤介质的所述第一部分具有第一过滤特征，而所述过滤介质的所述第二部分具有与所述第一过滤特征不同的第二过滤特征。
10.一种过滤组件(10)，其包括：
过滤基座，其被配置成联接至机器；
滤罐(14)，其具有开口端(32)和闭合端(34)并且配置成联接于所述过滤基座；和
过滤元件，其为根据权利要求1-9中任一项所述的过滤元件并且被配置成接纳在所述滤罐中。
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