CN106132504A - 卡扣到位的天然气过滤器 - Google Patents

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Abstract

一种通过使用卡扣连接保持在外壳壳体内的过滤器。该过滤器包括端板，该端板具有与外壳壳体内部的凹槽相配合的卡扣特征。该凹槽可以环绕外壳壳体的内周延伸360度。因此，当为了维修(例如在更换过滤器期间)将外壳从头部旋下时，只需要将外壳移动外壳与头部之间的内部径向密封交界面的长度，而不需要移动过滤介质的整个长度，从而最大限度地减少需要维修过滤器组件的行程长度。

Description

卡扣到位的天然气过滤器
相关申请交叉引用
本申请要求2014年4月4日提交的发明名称为“卡扣到位的天然气过滤器”、申请号为61/975063的美国临时专利申请的优先权，该专利申请出于所有目的以全文引用的方式纳入本文。
技术领域
本申请涉及过滤***，更具体地本申请涉及用于天然气***的具有卡扣连接的可替换滤芯。
背景技术
天然气过滤器通常沿天然气管线(例如，给诸如内燃机的装置提供天然气的管道、软管、管线等)设置，并过滤来自天然气流体的液体和固体污染物。在典型的圆柱形过滤器组件中，圆柱形过滤器滤芯设置于圆柱形外壳壳体内。圆柱形外壳壳体可以通过螺纹连接至天然气管线内的头部。该头部将未过滤的天然气流体传送到过滤器的第一侧(即过滤器的“脏侧”)，未过滤的天然气在此穿过过滤元件并从过滤器的第二侧(即过滤器的清洁侧)流出。过滤器可以是凝聚式过滤器。已过滤的天然气然后从过滤元件流走并穿过头部，从而已过滤的天然气通过天然气管线提供至目的地。分离出的污染物(诸如水、灰尘和/或油)可以通过出口从外壳壳体移除。
在过滤器组件维修操作期间，例如滤芯更换维修期间的滤芯移开和安装，螺纹连接的外壳壳体被从天然气管线的过滤头移除。在一些情况下，当外壳壳体被移开时，滤芯与头部之间的密封件使得滤芯仍然附连到头部。这导致需要用来从头部移开外壳壳体的空间量增加，这是因为除了螺纹将外壳壳体固定在头部之外，外壳壳体必须与滤芯分开。
发明内容
一示例实施例涉及过滤器组件。所述过滤器组件包括外壳壳体，所述外壳壳体具有内螺纹部分和凹槽，所述内螺纹部分邻近所述外壳壳体的开口端，所述凹槽位于所述内螺纹部分的下方，所述外壳壳体配置为螺纹连接到头部。所述过滤器组件进一步包括可拆卸地接纳于所述外壳壳体内的滤芯，所述滤芯具有定位在顶部端板与底部端板之间的过滤介质、底部端板和顶部端板，所所述顶部端板包括弹性耳片，所述弹性耳片配置为与所述凹槽形成卡扣连接使得所述滤芯被保持在所述外壳壳体内。
另一示例实施例涉及滤芯。所述滤芯包括顶部端板、底部端板以及位于顶部端板和底部端板之间的过滤介质。所述滤芯进一步包括弹性耳片。所述弹性耳片配置为当所述滤芯安装在所述外壳壳体内时与所述外壳壳体的凹槽形成卡扣连接。
在结合附图并通过以下详细描述，这些特征和其它特征以及其组织和操作方式将会变得清楚，其中在下文描述的多个附图中，相同的元件具有相同的附图标号。
附图说明
图1是根据一示例实施例的已安装的过滤器组件的剖视图。
图2是图1的滤芯的立体图。
图3是图2的滤芯的上端板的立体图。
图4是图1的外壳壳体的连接部分的剖视图。
图5是与图4的外壳壳体连接的图2的滤芯的剖视图。
图6-8是根据示例实施例的滤芯的上端板的替代布置的立体图。
具体实施方式
总体上参考附图，本文公开的各实施例涉及一种过滤器，其通过使用卡扣连接保持在外壳壳体内。该过滤器包括具有卡扣特征的端板，该卡扣特征与位于外壳壳体内部的凹槽配合。该凹槽可绕外壳壳体的内圆周延伸360度。因此，当外壳从头部旋出维护时(诸如在过滤器更换维护期间)，壳体只需要移动壳体与头部之间的内径向密封接触面的长度，而不是过滤介质的整个长度，从而最小化需要维修的过滤器组件的行程长度。该过滤器可以是气体过滤器或液体过滤器。在一些布置中，该过滤器是天然气过滤器，更具体地是天然气凝聚式过滤器。
参照图1，根据示例实施例的处于安装位置的过滤器组件100的剖视图被示出。过滤器组件100包括滤芯102，滤芯102具有位于顶部端板106与底部端板108之间的过滤介质104。顶部端板106包括接收未过滤天然气的开口。底部端板108是封闭的并且通常将过滤介质104内部(即脏侧)从过滤介质104外部(即清洁侧)密封开。外壳壳体110环绕滤芯102。外壳壳体110通过螺纹连接114附连到头部112。密封件116定位在外壳壳体110与头部112之间。头部112包括入口118和出口122，入口118接收待过滤的天然气流体120，出口122输出天然气流体120。外壳壳体110还包括排放阀124，排放阀124用来从外壳壳体110排出分离污染物(例如，聚结和收集的水、灰尘、油等)。在一些布置中，排放阀124包括集成液体传感器。在另外的布置中，外壳还包括视镜125。视镜125可以集成在排放阀124中或者定位在外壳壳体110的底部(例如如图1所示)。在排放阀124中未集成视镜125的布置中，视镜可以定位在外壳壳体110与排放阀124间隔开的的区域。视镜125可以通过螺纹连接螺纹嵌入固定到外壳壳体110。视镜125是清楚用嵌入件，其允许用户在不移开外壳壳体110的情况下观察外壳壳体110的内部。视镜125可以由透明的或实质上透明的玻璃、丙烯酸、塑料或其他合适的材料组成。视镜125允许操作人员或维修技术人员观察外壳壳体110内部以确定是否有液体聚集在外壳壳体110内部。因此，视镜125允许技术人员或者操作人员确定最优的开启或关闭排放阀124的时间并且最大限度地减少正在过滤的流体泄漏(即短时排放)流出外壳壳体110。外壳壳体110包括外壳壳体110的底部中心的开口132。开口132可以是液位传感器、视镜嵌入件或者插头(例如，如果不需要液位传感器或视镜嵌入件)的端连接。外壳壳体110可以通过冷挤压工艺成型，这允许外壳壳体110相比传统的自旋式过滤器外壳壳体用于更大的压力***。
安装滤芯102期间，滤芯102被***到外壳壳体110内。顶部端板106包括至少两个耳片126，耳片126接纳于外壳壳体110内的凹槽128内。凹槽128环绕外壳壳体的内圆周延伸完整的360度，这消除了在将滤芯102安装到外壳壳体110期间的定向要求的需要。耳片126和凹槽128相互作用形成滤芯102与外壳壳体110之间的卡扣连接，以下参照图2-5描述细节。滤芯102***到外壳壳体110内后，通过外壳壳体110与头部112之间的螺纹连接114将外壳壳体固定到头部112。顶部端板106包括密封件130，密封件130在顶部端板106与头部112的管道132之间形成密封。滤芯102移除期间，外壳壳体110从头部112旋下。因为耳片126与凹槽128在滤芯102与外壳壳体110之间形成卡扣连接，所以滤芯102保持在外壳壳体110内。因此，外壳壳体110只需移动螺纹连接114的距离，就实现从头部112移除，这是因为滤芯102仍然附连到管道132的风险被消除了。
参照图2，滤芯102的立体图被示出。滤芯102通常是圆柱形。耳片126位于顶部端板106的相对面上。耳片126通过底部铰链铰接在端板106的底部。使用两个相对的耳片126允许维修技术员使用一只手挤推拇指和其他手指之间的两个相对的耳片126来将滤芯102从外壳壳体110移除。
参照图3，顶部端板106的立体图被示出。如图3所示，密封件130从端板106移开。顶部端板106包括中心开口302。中心开口302接收密封件130以及当滤芯安装在已安装位置时接收管道132。中心开口302接收待过滤的天然气。天然气通过过滤介质104过滤。已过滤的天然气通过顶部端板106内的侧开口304流出滤芯102，在此已过滤的天然气回到头部112。此外，每一个耳片126包括倒钩306。倒钩306接纳于凹槽128内从而在滤芯102与外壳壳体110之间形成卡扣连接。顶部端板的外径308由径向肋部310支撑。径向肋部310限定出侧开口304。当滤芯102接纳于外壳壳体110内时，外径308可靠在外壳壳体110的内表面上以帮助稳固滤芯102。
参照图4，外壳壳体110的剖视图被示出。外壳壳体110包括凹槽128和内螺纹402，内螺纹402定外在外壳壳体110的内周上。内螺纹402在邻近外壳壳体110的开口端的外壳壳体110的顶部延伸。内螺纹402位于凹槽128上方。内螺纹402形成螺纹连接114的一半(如图1所示)。外壳壳体110的内螺纹402的螺纹小径比外壳壳体110的内部的内径大距离404。外壳壳体110的螺纹小径也比凹槽128的直径大一定距离，该距离比距离404小。内螺纹402的较大直径允许滤芯102***到外壳壳体内以及从外壳壳体移除，而倒钩306不会卡在内螺纹402上。此外，外壳壳体110包括外壳导入斜坡406。外壳导入斜坡406与耳片126的类似特征相配合(如下文参照图5所讨论的)，从而滤芯102容易地安装到外壳壳体110内。
参照图5，已经安装在外壳壳体110内的滤芯102的剖视图被示出。当滤芯102安装在外壳壳体110内时，每个耳片126的倒钩306接纳于外壳壳体110的凹槽128内。每个耳片126包括耳片导入斜坡502。在将倒钩306移动来***凹槽128内的安装期间，耳片导入斜坡502与外壳壳体导入斜坡406相配合。每个耳片126还包括杠杆臂504。杠杆臂504延伸超过外壳壳体110的顶部一距离506，从而提供用来移除或安装滤芯102的技术员握持面。杠杆臂504的外表面基本接近过滤器头部112的内径，从而预防杠杆臂504过度弯曲(即杠杆臂在过度弯曲前紧靠顶部端板106)。防止过度弯曲有助于在外壳壳体从头部112移除期间防止杠杆臂504折断。如果在移除期间杠杆臂504折断，则滤芯102可能被塞在外壳壳体110内，和/或折断的杠杆臂504的碎片可能进入外壳并在维修结束后(例如更换滤芯102后)仍留在外壳内。
参照图6-8，根据示例实施例的滤芯102的上部端板的替换布置的立体图被示出。参照图6，具有耳片602的顶部端板600被示出。耳片602与端板106的耳片126类似。耳片602与耳片126的不同之处在于铰链是螺旋铰链604。参照图7，具有耳片702的顶部端板700被示出。耳片702与端板106的耳片126类似。耳片702与耳片126的不同之处在于，铰链是顶部铰链704。参照图8，顶部端板800被示出。顶部端板800包括具有耳片804的环扣802。当滤芯102在外壳壳体110内的安装位置内时，环扣802被***直到耳片804与外壳壳体110的凹槽128相配合。环扣802紧靠顶部端板802以阻止滤芯102脱开。
上述过滤器被描述为一个天然气凝聚式过滤器。然而，同样的概念可以应用到其他类型的不使用传统的自旋安装和移开的过滤器，例如，油过滤器，空气过滤器，水过滤器，燃料过滤器，液压油过滤器等。
应当注意的是本文中任何使用的用于描述各种实施例的术语“示例性的”旨在指出这类实施例是可能的示例、可能的示例的代表和/或说明(并且这些术语不旨在暗示这些实施例是特别需要的或最好的示例)。
本文所用的术语“联接”，“连接”等意在表示两个构件相互直接或间接接合。这种接合可以是静止的(例如永久的)或可移动的(例如可移动的或可释放的)。这种接合可以由两个构件或两个构件和任意附加的中间构件相互整体形成单个整体来实现，或由两个构件或两个构件和任意附加的中间构件与这两个构件或这两个构件和任意附加的中间构件相互连接来实现。
本文引用的元件的位置(例如，“顶部”，“底部”，“上”，“下”等)仅仅用于描述附图中各元件的方向。应当指出的是，各种元件的方向可以根据其它示例性实施例而不同，并且这种变化被考虑为由本公开所涵盖。
重要的是指出各示例性实施例的构造和布置仅仅是说明性的。虽然本公开中已经详细描述了一些实施例，阅读了本公开的本领域技术人员将容易理解，很多变型是可能的(例如尺寸的变化、直径、结构、形状以及各元件的比例、参数值、安装布置、材料使用、颜色、定向等)而不实质上脱离本文描述主体的创新教导和优点。例如，示出为一体形成的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可以是相反的或以其他方式变化，且分散元件或位置的特性或数量可以改变或变化。替代实施例中，任何过程或方法步骤的顺序或序列可以改变或重新排序。可以在各示例性实施例的设计、运行条件和布置下，进行其它替换、修改、变化和省略，而不脱离本发明的范围。

Claims (22)

1.一种过滤器组件，其特征在于，包括：
外壳壳体，所述外壳壳体具有内螺纹部分和凹槽，所述内螺纹部分邻近所述外壳壳体的开口端，所述内螺纹部分定位在所述凹槽与所述外壳壳体的开口端之间，所述外壳壳体配置为螺纹连接到头部；以及
滤芯，所述滤芯可拆卸地接纳于所述外壳壳体内，所述滤芯具有定位在顶部端板与底部端板之间过滤介质，所述顶部端板包括弹性耳片，所述弹性耳片配置为与所述凹槽形成卡扣连接以使所述滤芯保留在所述外壳壳体内。
2.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述弹性耳片包括杠杆臂，当所述滤芯接纳于所述外壳壳体内时，所述杠杆臂延伸超过所述外壳壳体的顶部表面。
3.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述外壳壳体包括外壳导入斜坡，所述外壳引入斜坡定位在所述内螺纹部分与所述凹槽之间。
4.根据权利要求3所述的过滤器组件，其特征在于，所述弹性耳片包括耳片导入斜坡，所述耳片导入斜坡配置为在所述滤芯安装入所述外壳壳体期间与所述外壳导入斜坡相配合，使得所述耳片导入斜坡与所述外壳导入斜坡将所述弹性耳片的倒钩移动***所述凹槽内。
5.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述凹槽环绕所述外壳壳体的内周延伸完整的360度。
6.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述弹性耳片是第一弹性耳片，以及其中所述顶部端板包括第二弹性耳片，所述第二弹性耳片配置为通过与所述第一弹性耳片配合形成与所述凹槽的卡扣连接。
7.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述顶部端板包括中心开口和至少部分环绕所述中心开口的多个侧开口。
8.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述内螺纹部分的螺纹小径大于所述外壳壳体内部的直径。
9.根据权利要求8所述的过滤器组件，其特征在于，所述内螺纹部分的螺纹小径大于所述凹槽的直径。
10.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述有弹性耳片通过螺旋铰链连接到所述顶部端板。
11.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述有弹性耳片通过底部铰链连接到所述顶部端板。
12.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述弹性耳片通过所述顶部铰链连接到所述顶部端板。
13.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述外壳壳体包括视镜，所述视镜配置为允许用户观察所述外壳壳体内部。
14.一种滤芯，其特征在于，包括：
顶部端板；
底部端板；
过滤介质，所述过滤介质定位在所述顶部端板与所述底部端板之间；以及
弹性耳片，所述弹性耳片配置为当所述滤芯安装在所述外壳壳体内时与所述外壳壳体的凹槽形成卡扣连接。
15.根据权利要求14所述的滤芯，其特征在于，所述弹性耳片包括杠杆臂，当所述滤芯安装在所述外壳壳体内时所述杠杆臂延伸超过所述外壳壳体的顶部表面。
16.根据权利要求14所述的滤芯，其特征在于，所述弹性耳片包括耳片导入斜坡，所述耳片导入斜坡配置在所述滤芯安装入所述外壳壳体期间与外壳导入斜坡相配合，使得所述耳片导入斜坡与所述外壳导入斜坡将所述弹性耳片的倒钩移动***所述凹槽内。
17.根据权利要求14所述的滤芯，其特征在于，所述有弹性耳片是第一弹性耳片，以及其中所述滤芯进一步包括第二弹性耳片，所述第二弹性耳片配置为当所述滤芯安装入所述外壳壳体内时与所述第一弹性耳片配合，形成与所述外壳壳体的凹槽的卡扣连接。
18.根据权利要求14所述的滤芯，其特征在于，所述顶部端板包括中心开口和至少部分环绕所述中心开口的多个侧开口。
19.根据权利要求14所述的滤芯，其特征在于，所述弹性耳片通过螺旋铰链连接到所述顶部端板。
20.根据权利要求14所述的滤芯，其特征在于，所述弹性耳片通过底部铰链连接到所述顶部端板。
21.根据权利要求14所述的滤芯，其特征在于，所述弹性耳片通过顶部铰链连接到所述顶部端板。
22.根据权利要求14所述的滤芯，其特征在于，所述滤芯进一步包括环形卡扣，所述环形卡扣包括所述弹性耳片，其中当所述滤芯安装入所述外壳壳体内时，所述环形卡扣紧靠所述顶部端板。
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