CN106139685A - 带有双褶皱包的过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种带有双褶皱包的过滤器。具体地公开一种流体过滤器设备，包括上壳体外壳；下壳体外壳；和包括外周框架和折叠的褶皱介质的褶皱包元件。所述框架至少部分地被成型在所述介质上以将所述介质固定在所述框架中，并且所述介质包括两种或更多种类型的彼此不同密度的介质。一种流量控制元件被设置，用以响应所述流体的温度、压力、流率和/或粘度中的至少一个的改变而改变所述第一介质和第二介质之间的流量比。

Description

带有双褶皱包的过滤器
相关申请的交叉引用
本申请是2013年1月31日提交的待审批美国专利申请序列号No.13/755，134(公布号为US 2014/0209528A1)的部分继续(CIP)，且要求该专利申请的优先权，该专利申请的全部公开通过引用特此被整体合并在一起。
本申请还是2013年1月31日提交的待审批美国专利申请序列号No.13/755,154(公布号为US 2014/0209529A1)的部分继续(CIP)，且要求该专利申请的优先权，该专利申请的全部公开通过引用特此被整体合并在一起。
技术领域
概括地说，本发明涉及过滤领域。更具体地说，本发明的一些实施例涉及用以过滤液体的过滤器，该液体诸如像车辆发动机的引擎中用的机油或者变速器油。
背景技术
各种过滤装置是已知的。更具体地说，过滤装置已知为用在发动机和/或车辆应用中，例如用在汽车传动用的流体(automotive transmission fluid)的过滤中。一些装置提供有壳体，由其形成容纳过滤介质的腔室，所述过滤介质诸如为对于流体可渗透但捕集颗粒或者其它污染物的毡型介质。这些过滤器中一些过滤器的缺陷在于，它们采用仅一种类型的介质，这在某些情况下会导致流体冷却时流体流动的困难，因为流体趋于高粘性，并且不以所期望的与流体热的时候相同的方式通过过滤介质。一些传动装置过滤器的另一缺陷在于，平板介质片材的表面面积小于在紧凑的壳体形状内可能所期望的表面面积。某些类型过滤器的又一缺陷在于，它们可能采用的过滤介质是通过被直接压接在上部壳体和下部壳体之间来安装，以确保围绕两个壳体之间的周边并与过滤介质充分密封。
因此，想必期望的是能够克服上述缺陷中的任何或一些缺陷的过滤装置和方法。
发明内容
根据对于过滤器(诸如传动装置过滤器)的当前需求，给出关于各种示例性实施例的简洁的概述。在下面的概述中可进行一些简化和省略，其意在于突出并介绍各种示例性实施例的一些方面，而非限定本发明的范围。在后面部分中将给出关于优选示例性实施例的详细说明，足以使本领域普通技术人员实现并使用本发明构思。
在一些方面，一种流体过滤器设备包括：上壳体外壳；下壳体外壳；包括外周框架和折叠的褶皱介质的褶皱包元件，其中所述框架至少部分地被成型在所述介质的至少一些边缘上以将所述介质固定在所述框架中，其中所述介质包括具有彼此不同的过滤密度的两个类型的介质。一种流量控制元件被设置，用于响应于所述流体的温度、压力、流率和/或粘度中的至少一个的改变而改变第一介质和第二介质之间的流量比。
本发明的前述目的和优点是通过所述各种示例性实施例可实现的优点的例证，而非旨在穷举或者限制可以实现的潜在优点。因此，无论是如在此所体现的，或是如考虑到对于本领域技术人员可显见的任何变化所修改的，各种示例性实施例的这些以及其它目的和优点，从在此所作的描述将会显而易见，或者能够从各种示例性实施例的实践中习知。所以，本发明属于在此所示的且在各种示例性实施例中描述的新颖方法、布置、组合以及改进。
附图说明
为了更好地理解各种示例性实施例，参考以下附图，其中：
图1是根据第一优选实施例的过滤器的部件分解图。
图2是图1的过滤包的俯视图。
图3是图1的过滤器的剖视图。
图4是根据第二优选实施例的过滤器的部件分解图。
图5是图4的过滤包的俯视图。
图6是图4的过滤器的剖视图。
图7是图4的过滤器的另一剖视图。
图8是根据第三优选实施例的过滤器的部件分解图。
图9是图8的过滤包的俯视图。
图10是图8的过滤器的剖视图。
图11是图8的过滤器的另一剖视图。
图12是根据第四优选实施例的过滤器的部件分解图。
图13是图12的过滤器的剖视图。
图14是根据第五优选实施例的过滤器的剖视图。
图15是图14的过滤器的另一剖视图。
图16是图14的过滤器的底视图。
图17是图14的过滤器中使用的褶皱包的视图。
图18是图14的过滤器的部件分解图。
图19是图14的过滤器的另一剖视图。
具体实施方式
本发明的一些实施例涉及过滤器，诸如汽车传动用的流体过滤器。现在将参照附图描述一些实施例，其中在全部附图中，同样的附图标记通常标示同样的部件。
图1是根据第一优选实施例的过滤器的部件分解图。图2是图1的过滤包的俯视图。图3是图1的过滤器的剖视图。
过滤器10包括具有流体入口开口14的下盖12。提供有上盖15。过滤包16具有褶状的第一介质18和褶状的第二介质20。所述介质由流量控制元件22隔开。流量控制元件22确定(结合如下面所述的介质的类型和表面面积)将要流过各个介质区段中的每个的流体的量，如下面更详细描述的，作为温度、粘度和/或流体压力的函数。在本示例中，元件22是被动式的(passive)，它是刚性的而且不会根据流过过滤器10的流体的流体压力差而改变构造；然而其提供的用于流体的小间隙确实控制了通过第一介质18和第二介质20的流体流量的比。在本示例中，如在图3中最佳看到的，元件22(也可视为限流板)是带有一个或多个尺寸受控的永久孔23的竖直壁或者腹板。第一介质18和第二介质20可以是适于过滤诸如车辆传动用的流体的流体的宽范围的材料中的任何材料。介质18和20可具有彼此不同的特性，例如密度(density)、效率和/或材料类型。过滤包16具有环绕的壳体部分24和横肋26，横肋26可以与壳体部分24成一体。介质18和20可使壳体24和肋26被倒成型到该介质上。
壳体24可通过振动焊接、激光焊接、粘结、超声波焊接或者红外线焊接中的一种或多种方式附接到下盖12和上盖15。壳体24也可具有安装凸耳30和32，用于将过滤器10附接到诸如车辆传动的装置。在本实施例中，下盖12和上盖15形成封装介质类型的腔室。流体出口44是壳体24的一部分。然而，在其它实施例中，流体出口44可以被提供作为上盖15中的开口。另外，在其它实施例中，下盖12和上盖15可以彼此附接并且完全包围褶皱包。流量控制元件22中的孔的尺寸、形状和总表面面积的选择影响到两个介质之间的流体流量比。在所有实施例中，介质18和20中每个的表面面积的选择也将成为通过各介质的相对流量的因素。顶外壳15可具有坚硬且间隔分布的凹座42。凹座42也可被布置为对应于周围传动部件中的螺栓头，这使过滤器10能够邻近周围部件更紧凑地安装。过滤包16的壳体24也包含流体出口44。顶外壳15和底外壳12分别通过合适的附接方式被附接到壳体部分24的顶部和底部，诸如通过振动焊接、激光焊接、粘结、超声波焊接或者红外线焊接中的一种或多种方式。
图4是根据第二优选实施例的过滤器100的部件分解图。图5是图4的过滤包的俯视图。图6是图4的过滤器的剖视图。图7是图4的过滤器的另一剖视图。在本实施例中，同样的部件以与第一实施例中相同的标记标示，并且与第一实施例的那些部件类似。在本实施例中，“流量控制元件”是限流板，与第一实施例的元件22类似，该限流板同样是被动式的、或固定的。该流量控制元件与特定的加强肋128形成为一体。肋128具有被动式的流量控制孔131。流量控制孔131可以是肋128中的狭槽或者间隙，肋128可以是例如具有向上凸起的指状物129的梳形，指状物129可接触上外壳40的下侧。流体可避开指状物129流过肋128的顶部，即通过流量控制孔131。以这种方式，指状物部分地限定用于流体通过的间隙，该间隙也部分地由上外壳40的内表面限定。流量将取决于流体的粘度，并且在介质20比介质18粗糙或效率低的情况下，温度越低，流体粘度越高。指状物129之间限定的流量控制孔131的面积的选择(其宽度和数量)使得能够选择第一介质18和第二介质20之间的流量平衡的程度。
图8是根据第三优选实施例的过滤器200的部件分解图。图9是图8中的过滤包的俯视图。图10是图8的过滤器的剖视图。图11是图8的过滤器的另一剖视图。在本实施例中，同样的部件以与第一实施例中相同的标记标示，并且与第一实施例的那些部件类似。然而，在本实施例中，“流量控制元件”是半主动式(semi-active)的阀222，其上部区域通过偏转而挠曲或者移动。在本实施例中，阀222是可为弹性材料的有弹性的挠性构件。阀222可以是弹性部件，其带有被倒成型到弹性材料上的由钢制成的内部加强***件。如在图10和11中所见，该阀可具有下凸起224，其将沟槽密封在壳体24的安装位置226中。流量将取决于流体的粘度，并且在介质20比介质18粗糙或效率低的情况下，温度越低，流体粘度越高。第一介质18和第二介质20之间的流量平衡受诸如阀222的材料的硬度、阀222的横截面形状以及流体温度等因素的影响。
图12是根据第四优选实施例的过滤器300的部件分解图。图13是图12的过滤器的剖视图。过滤器300具有下外壳312和上外壳314。下外壳具有流体入口316，上外壳具有流体出口318。褶皱包322具有倒成型到介质区域324上的环绕的壳体320。介质区域324可具有一个或者更多个带有或不带有如上面所描述的阀的介质类型。如上所述，下外壳312、上外壳314和褶皱包320被附接到一起。该过滤器包括至少一个横跨所述壳体的其它片材类型介质，被示为330和332。在本示例中，片材介质330和332在流路中位于褶皱介质324之前。片材介质330和332可以具有不同于褶皱介质324并且不同于彼此的特性。片材介质330和332也可以具有通过它的洞或孔334、336，其形成流体的支路，并且它们可以具有比褶皱介质区域324更低或更高的密度或效率。孔334、336可以是重叠的或是非重叠的。
图14是根据第五优选实施例的过滤器400的剖视图。图15是图14的过滤器的另一剖视图。图16是图14的过滤器的仰视图。图17是用于图14的过滤器中的褶皱包视图。图18是图14的过滤器的部件分解图。图19是图14的过滤器的另一剖视图。该过滤器包括具有入口414的下盖412，和具有出口444的上盖415。褶皱包416具有两个介质区域418和420。褶皱包416的肋具有叶片状形式的突出的被动式流量控制元件422。叶片422向下突出并且与下盖412的V形凹陷区域417互补。如在图19中最佳地图示出的，根据流体的如前面关于其它实施例所描述的各种流量控制特性，进入入口的流体将具有穿过第一介质418的第一流路。该第一流路是基本上由叶片422阻塞的流体。流体围绕叶片422侧面流动形成第二流路，并由此经过叶片周围且通过第二介质420。通过各流路的相对体积之比将根据叶片的几何形状和尺寸，并且根据以上关于其它实施例所描述的流体特性而改变，例如相对的介质面积和相对的介质压降。
应当理解，一些实施例提供的过滤***提供了相比较于穿过第二介质的流体的比率或比例，对于穿过第一介质的流体的比率或比例的控制。该控制事件可根据诸如流体的供给流率和/或供给压力和/或流体粘度和/或流体温度等各种因素而动态地改变。一些实施例提供各种类型的偏转用的主动偏压的(active biased)流量控制元件，并且一些其它实施例提供各种类型的被动式流量控制元件或者其它流量控制结构，其中所述被动式流量控制元件为流量控制板中的孔，如间隙、狭槽或圆形或其它形状的洞的形式。在一些实施例中，流量控制元件为热致动的，因为流体温度改变影响流体粘度，流体粘度又改变通过各过滤介质的流体流量的比。替代地或附加地，流量控制元件可随温度改变其形状、特性或者性能，从而影响通过介质的流动性能。
根据以上描述和附图，应当理解，若干实施例被示为带有设置在流路中，在褶皱包的出口侧的各种类型的流量控制元件，并且一个实施例被示为在入口侧带有一种类型的流量控制元件。然而，也应清楚，任意类型的流量控制元件可设置在入口侧和/或出口侧的流路上。也就是说，主动式元件和/或被动式元件可朝向入口侧或出口侧被布置在褶皱包的任一侧上。
虽然对各种示例性实施例已经特别地参考其某些示例性方面进行了详细描述，应当理解本发明能够有其它实施例，并且其细节能够在各种明显方面被修改。如对于本领域技术人员易于明白的，一些变化和修改可能是起作用的，而仍然在本发明的精神和范围内。因此，上述公开、说明和附图仅是用于说明的目的，而并不以任何方式限制本发明，而且本发明仅由权利要求书限定。

Claims (34)

1.一种流体过滤器设备，包括：
上壳体外壳；
下壳体外壳；
包括外周框架和折叠的褶皱介质的褶皱包元件，其中所述框架至少部分地被成型在所述介质的至少一些边缘上以将所述介质固定在所述框架中，其中所述介质包括第一介质区域和第二介质区域，而且所述两个介质区域具有彼此不同的过滤密度，并且其中所述上壳体外壳、所述褶皱包和所述下壳体外壳中的至少两者被彼此附接，以形成容纳所述过滤介质的腔室；
提供在所述下壳体外壳上的入口；
形成在所述上壳体外壳和/或所述褶皱包框架中的一个上的出口；和
在所述腔室中的流量控制元件，被布置在所述第二介质区域和所述出口之间的流路中，其中所述流量控制元件包括下列部件中的至少一种：(a)具有一个或多个穿过其中的孔的刚性壁；(b)至少部分地限定一个或多个孔口的刚性壁，所述孔口作为该刚性壁和上盖之间的间隙；和/或(c)一端被固定地附接到褶皱包上的弹性的挠性构件。
2.根据权利要求1所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件被安装到所述褶皱包上。
3.根据权利要求1所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件与所述褶皱包的一部分成一体。
4.根据权利要求1所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件包括多个流量控制元件。
5.根据权利要求1所述的流体过滤器设备，进一步包括与所述褶皱包分开设置的附加过滤材料，所述附加过滤材料的介质密度不同于所述褶皱包中的介质的密度。
6.根据权利要求5所述的流体过滤器设备，其中所述附加过滤材料包括至少一个穿过其中的孔。
7.根据权利要求5所述的流体过滤器设备，其中所述附加过滤材料包括多个穿过其中的孔。
8.根据权利要求5所述的流体过滤器设备，其中所述附加过滤材料被邻近所述褶皱包设置，并且沿流体流动方向设置在所述褶皱包之前。
9.根据权利要求1所述的流体过滤器设备，其中所述上壳体外壳和下壳体外壳通过振动焊接、激光焊接、粘结、超声波焊接或者红外线焊接中的一种被连接到所述褶皱包的框架上。
10.根据权利要求1所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件是挠性的弹性构件。
11.根据权利要求1所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件包括具有多个孔的构件。
12.根据权利要求11所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件包括梳状形状，该梳状形状至少部分地邻接所述上盖以至少部分地限定所述孔。
13.根据权利要求1所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件响应于所述流体的温度、压力、流率和/或粘度中的至少一个的改变而改变所述第一介质和所述第二介质之间的流量比。
14.一种流体过滤器设备，包括：
上壳体外壳；
下壳体外壳；
包括外周框架和折叠的褶皱介质的褶皱包元件，其中所述框架至少部分地被成型在所述介质的至少一些边缘上以将所述介质固定在所述框架中，其中所述介质包括第一介质区域和第二介质区域，而且所述两个介质区域具有彼此不同的过滤密度，并且其中所述上壳体外壳、所述褶皱包和所述下壳体外壳中的至少两者被彼此附接以形成容纳所述过滤介质的腔室；
提供在所述下壳体外壳上的入口；
形成在所述上壳体外壳和/或所述褶皱包框架中的一个上的出口；和
流量控制装置，用以响应于所述流体的温度、压力、流率和/或粘度中的至少一个的改变而改变所述第一介质和所述第二介质之间的流量比。
15.根据权利要求14所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制装置被安装到所述褶皱包上。
16.根据权利要求14所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制装置与所述褶皱包的一部分成一体。
17.根据权利要求14所述的流体过滤器设备，进一步包括与所述褶皱包分开设置的附加过滤材料，所述附加过滤材料的介质密度不同于所述褶皱包中的介质的密度。
18.根据权利要求17所述的流体过滤器设备，其中所述附加过滤材料邻近所述褶皱包设置，并且沿流体流动方向设置在所述褶皱包之前。
19.根据权利要求17所述的流体过滤器设备，其中所述附加过滤材料包括至少一个穿过其中的孔。
20.根据权利要求17所述的流体过滤器设备，其中所述附加过滤材料包括多个穿过其中的孔。
21.根据权利要求14所述的流体过滤器设备，其中所述上壳体外壳和下壳体外壳通过振动焊接、激光焊接、粘结、超声波焊接或者红外线焊接中的一种被连接到所述褶皱包的框架上。
22.根据权利要求14所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制装置是挠性的弹性构件。
23.根据权利要求14所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制装置包括具有多个孔的构件。
24.根据权利要求23所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制装置包括梳状形状，该梳状形状至少部分地邻接上盖以至少部分地限定所述孔。
25.一种流体过滤器设备，包括：
上壳体外壳；
下壳体外壳，所述上壳体外壳和下壳体外壳形成腔室的至少一部分；
所述腔室中的过滤器布置，其包括第一介质区域和第二介质区域，而且所述两个介质区域具有彼此不同的过滤密度；
用于将流体供给到所述腔室中的入口；
用于流体排出所述腔室的出口，其中全部的流体流过所述两个介质区域中的一个或另一个；和
在所述腔室中的流量控制元件，被布置在所述第二介质区域和所述出口之间的流路中。
26.根据权利要求25所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件包括多个流量控制元件。
27.一种流体过滤器设备，包括：
上壳体外壳；
下壳体外壳；
包括外周框架和折叠的褶皱介质的褶皱包元件，其中所述框架至少部分地被成型在所述介质的至少一些边缘上以将所述介质固定在所述框架中，其中所述介质包括第一介质区域和第二介质区域，而且所述两个介质区域具有彼此不同的过滤密度，并且其中所述上壳体外壳、所述褶皱包和所述下壳体外壳中的至少两者被彼此附接以形成容纳所述过滤介质的腔室；
提供在所述下壳体外壳上的入口；
形成在所述上壳体外壳和/或所述褶皱包框架中的一个上的出口；和
在所述腔室中的流量控制元件，被布置在所述入口和所述第二介质区域之间的流路中。
28.根据权利要求27所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件被安装到所述褶皱包上。
29.根据权利要求27所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件与所述褶皱包的一部分成一体。
30.根据权利要求27所述的流体过滤器设备，其中所述上壳体外壳和下壳体外壳通过振动焊接、激光焊接、粘结、超声波焊接或者红外线焊接中的一种被连接到所述褶皱包的框架上。
31.根据权利要求27所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件包括凸出的叶片。
32.根据权利要求31所述的流体过滤器设备，其中所述叶片的形状与所述下壳体外壳的一部分互补。
33.根据权利要求32所述的流体过滤器设备，其中所述下壳体外壳具有凹陷部分，并且所述叶片的形状与所述凹陷部分互补。
34.根据权利要求27所述的流体过滤器设备，其中所述流量控制元件响应于流体的温度、压力、流率和/或粘度中的至少一个的改变而改变所述第一介质和所述第二介质之间的流量比。
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