CN107921335B - 具有端盖密封的过滤器元件 - Google Patents

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Abstract

过滤器组件(48)包括过滤器元件(38)、盖(22)和基底密封(70)。该过滤器元件(38)具有第一端(40)、第二端(42)、外表面(44)和内部通道(46)。该盖(22)粘附至该第一端(40)。该盖(22)具有配置成用于与过滤器壳体(24)的开口(50)相配合的盖周边。该基底密封(70)设置在第二端(42)处。该基底密封(70)具有与内部通道(46)相协作对齐的出口端口(72)。该基底密封(70)被配置成用于将出口端口(72)密封至壳体出口(64)，且该基底密封(70)被配置成用于密封壳体排放口(74)。

Description

具有端盖密封的过滤器元件
技术领域
本发明通常涉及过滤器组件，且更具体地，涉及具有端盖密封的过滤器组件。
背景技术
已知过滤器组件用于分离混合物的成分，且已经在各种应用中使用，例如包括内燃机、液压***和气动***。这些过滤器组件可用于从燃料***、润滑油***、液压油***、空气引入***、排气过滤***或其它流体***中的流体分离成分。已知用于将过滤器元件包围在组件中的壳体之内的各种结构，例如，包括罐形组件和旋装形组件。以有规律的间隔进行维修或更换过滤器元件可以促进流体***的操作，通过限制通过过滤器元件的流体压降，该压降是因为过滤器元件承载了从流体中去除的成分。
US专利号6,726,738(此后“'738专利”)，题目为“空气过滤器组件”描述了一种具有扣环组件的过滤器组件，以将过滤器元件连接至过滤器壳体。该扣环包括“V”形带，该“V”形带用作将过滤器元件和过滤器壳体上的凸缘压合在一起。这种带可能遭受意外打开，除非被紧固。另外，该带可能意于受到环境状况的影响，且因此可能随着时间的推移而生锈或以其它的方式退化。
因此，有需要改善过滤器组件，以解决以上描述的问题和/或由其它常规方法提出的问题。
将理解的是，已经建立该背景描述来帮助读者，且并未被认为是一种所示问题中的任何一个本身属于本领域中已知的让步。
发明内容
根据本发明的一方面，过滤器组件包括过滤器元件、盖和基底密封。该过滤器元件具有第一端、第二端、外表面和内部通道。该盖被粘附至第一端。该盖具有配置成用于与过滤器壳体的开口相配合的盖周边。基底密封设置在第二端上。该基底密封具有与内部通道相协作对齐的出口端口。该基底密封被配置成用于将出口端口密封至壳体出口，且该基底密封被配置成用于密封壳体排放口。
根据本发明的另一方面，过滤器***包括过滤器壳体和过滤器组件。该过滤器壳体包括壳体开口和基底，该基底具有壳体出口和壳体排放口。该过滤器组件包括过滤器元件、盖和基底密封。该过滤器元件具有第一端、第二端、外表面和内部通道。该盖被粘附至第一端。该盖具有配置成用于与壳体开口相配合的盖周边。基底密封设置在第二端上。该基底密封具有与内部通道相协作对齐的出口端口。该基底密封被配置成用于将出口端口密封至壳体出口，且该基底密封被配置成用于密封壳体排放口。
根据本发明的又一方面，一种机器包括发动机和过滤器***，该过滤器***用于过滤器用于发动机的流体。该过滤器***包括过滤器壳体和过滤器组件。该过滤器壳体包括壳体开口和基底，该基底具有壳体出口和壳体排放口。该过滤器组件包括过滤器元件、盖和基底密封。该过滤器元件具有第一端、第二端、外表面和内部通道。该盖被粘附至第一端。该盖具有配置成用于与壳体开口相配合的盖周边。基底密封设置在第二端上。该基底密封具有与内部通道相协作对齐的出口端口。该基底密封被配置成用于将出口端口密封至壳体出口，且该基底密封被配置成用于密封壳体排放口。
附图说明
图1是根据本发明的一方面的示意性机器的侧视图。
图2是根据本发明的一方面的示意性过滤器***的透视图；
图3是在图2中示出的过滤器***的俯视图；
图4是沿着在图2中示出的过滤器***的截线3-3的横截面视图；
图5是在图2中示出的过滤器壳体的透视图；
图6是在图2中示出的过滤器组件的透视剖视图；
图7是在图2中示出的过滤器元件的透视仰视图；
图8是根据本发明的另一方面的示意性过滤器***的透视图；
图9是在图8中示出的过滤器***的俯视图；
图10是在图8中示出的过滤器***8-8的侧视剖视图；
图11是在图8中示出的过滤器壳体的透视图；以及
图12是在图8中示出的过滤器元件的透视仰视图。
呈现的附图仅仅旨在示出的目的，且因此并不期望或意于将本发明的主题限制于所示结构的精确细节中的任何和所有，除非是那些可能被认为对权利要求是本质的细节。
具体实施方式
图1示出了具有各种***和部件的示意性机器10，该各种***和部件相协作来完成任务。机器10可采用固定或移动的机器，其执行与工业相关联的一些类型的操作，例如，采矿、建筑、农业、输送、发电或其它本领域中已知的行业。例如，机器10可以为运土机器，例如挖掘机(在图1中示出)、推土机、装载机、铲斗机、自动平地机、装卸卡车、或其它运土机器。机器10可包括配置成用于移动作业工具14的实施***12、用于推动机器10的驱动***16、和动力源18。
在特别的实例中，动力源18包括配置成用于燃烧燃料，例如柴油燃料的发动机，且该发动机利用油或另一润滑剂润滑。通过过滤器***20过滤该润滑剂。当润滑剂流过过滤器***20时，污染物例如碎屑等类似物从润滑剂中分离并在过滤器***20中收集。周期性地，检查过滤器***20来确定在过滤器***20中设置的过滤器介质(在此进一步描述)是否应当被清洁或更换。例如，倘若在过滤器介质上已经收集到足够的碎屑，则过滤器介质可被清洁或更换。在此描述的过滤器***20的方面有利地简化在过滤器***20中设置的过滤器介质的检查和更换，且与常规方法相比进而有助于减少用于维持相应的流体***所需的时间和花费。尽管在整个过滤润滑剂中制作了特殊实例，各个方面并不限于过滤润滑剂，且相反，包括任何核实的过滤应用。合适的过滤应用的实例包括液压流体、燃料、空气、或任何本领域中已知的其它过滤应用的过滤。
图2和3示出了根据本发明的一方面的示意性过滤器***20的透视和俯视图。尽管在图2和3中示出的过滤器***20被实施为筒型过滤器组件，将理解的是，过滤器***20可采用本领域中已知的用于适合特殊应用的任何类型的过滤器组件。可在设备，例如内燃机、气动***、液压***等等，中使用过滤器***20。过滤器***20可用于各种工业应用，例如，建筑、采矿、运输、发电、或者本领域中已知的任何其它工业应用。过滤器***20可用于从燃料***、润滑油***、液压流体动力***、液压流体控制***、输送***、发动机进气***、发动机排气***或本领域中已知的任何其它流体***中的流体过滤污染物。另外，过滤器***20可用于过滤柴油、汽油、液压或润滑油、或者任何其它流体。在其它方面，过滤器***20可用作为水/燃料分离器。另外，过滤器***20还可用于过滤空气、排出气体、或任何其它气态流体。
过滤器***20包括盖22，和可拆卸地联接至盖22的壳体24。如在图2和3中示出，盖22为圆形，且壳体24包括用于接收过滤器元件的大致圆柱形部分，然而，将理解的是，盖22和壳体24的形状仅仅为示意性的，且在不脱离所要求保护主题的范围的情况下可发生变化。例如，盖22和壳体24可具有非圆形形状，例如多边形、椭圆形、或本领域中已知的任何其它非圆形形状。在各种实例中，盖22和/或壳体24可包括任何合适的材料，包括金属、聚合物、树脂、或本领域中已知的其它合适的材料。这些和其它材料可铸造、冲压、压制、机加工，或另外地以任何合适的方式形成。
可经由一个或多个安装凸缘26将过滤器***20安装至动力源18或机器10。根据各个实例，盖22可以以任何合适的方式紧固至壳体24。在于图2中示出的特殊实例中，经由索构件30紧固盖22和壳体24。为了便于移除索构件30和从壳体24释放盖22，索构件30可包括抓持部分32。为了便于在将盖22从壳体24释放之后来移除该盖，盖22可包括把手34。
图4是过滤器***20沿4-4的侧视剖视图。如在图4中所示，过滤器***20包括过滤器元件38。过滤器元件38包括第一端40、第二端42、外表面44和内部通道46。过滤器元件38示出为筒型过滤器，其被粘附至盖22以形成过滤器组件48(在图5中示出)。经由垫圈52将过滤器组件48密封在壳体24的开口50之内。
为了将过滤器组件48紧固在开口50中，绕着盖22设置的第一凹槽54与绕着开口50设置的第二凹槽56相对齐。一旦对齐，第一凹槽54和第二凹槽56形成通道58。索构件30可嵌入通道58中，以将过滤器组件48紧固在开口50中。
在操作中，流体60流经由入口62进入壳体24，当它流过外表面44以进入内部通道46时被过滤，且经由出口64离开壳体24。过滤器组件48包括具有出口端口72的基底密封70，该出口端口与内部通道46相协作对齐并被配置成用于将内部通道46流体地联接至出口64，以及将出口从流体60(还未流过过滤器元件38)流密封。
壳体24还包括可由基底密封70密封的排放口74。响应于过滤器组件48安装在壳体24中，通过基底密封70密封排放口74。响应于从壳体24移除过滤器组件48，排放口74为打开的。响应于(排放口)为打开的，排放口74可提供用于使得壳体24中的流体排放进贮槽或其它箱体(未示出)中的出口。另外，排放口74可提供真空闸，以降低在过滤器组件48与壳体24之间形成的局部真空的形成，且因而，有助于将过滤器组件48从壳体24移除。
可选择地，过滤器***20可包括索引装置80，以选择性地允许过滤器组件48以特殊的定向安装在壳体24中。索引装置80可包括任何合适的结构或几何尺寸(选择性地允许过滤器组件48以特殊的定向安装在壳体24中)。在具体实例中，壳体24包括从出口64延伸出的筐部82。该筐部82被配置成用于滑进内部通道46，且为足够的多孔状，以允许流体60的流动。筐部82包括索引凹槽84(在图5中示出)，该索引凹槽被配置成用于与在内部通道46中设置的索引花键86(在图6中示出)相配合。倘若存在，该索引装置80将排放口密封90定向成与排放口74相协作对齐。
图5是图2的壳体24的透视图。如在图5中示出，倘若存在，筐部82从出口64向上延伸，且包括索引凹槽84。还在图4中示出，在移除过滤器组件48下，排放口74为打开的，以允许流体60流例如经由重力排放出壳体24。
图6是图2的过滤器组件48的透视侧视剖视图。参考图5和6，排放口密封90包括用于与排放口74相配合的结构。在示出的特殊实例中，排放口密封90包括位于基底密封70中的凹陷区域，且排放口密封90的形状被配置成用于匹配围绕排放口74的区域。索引花键86被配置成用于接合索引凹槽84，以选择性地允许过滤器组件48以特殊的定向安装在壳体24中。
图7是图2的过滤器元件38的透视仰视图。参考图5和7，排放口密封90包括用于与排放口74相配合的结构。在示出的特殊实例中，排放口密封90为基底密封70中的瓣形凹陷区域。然而，在其它实例中，排放口密封90可以为矩形的、三角形的、圆形的、或其它合适的形状，而且围绕排放口74的区域的形状被配置成用于匹配该形状。再者，索引花键86被配置成用于接合索引凹槽84，以选择性地允许过滤器组件48以特殊的定向安装在壳体24中。
图8和9是根据本发明的另一方面的示意性过滤器***20的透视图和俯视图。图8-12的过滤器***20与图2-7的过滤器***20是相同的，且因而，出于简化目的，将不再描述那些已经描述过的元件。参考图8和10，过滤器***20包括用于将盖22紧固至壳体24的螺纹连接部，且把手34包括配置成有助于盖22的旋转以安装和移除过滤器组件48的多个扭转表面100。在于图10中示出的特殊实例中，盖22包括绕着盖22的周边设置的螺纹部102，且开口50包括配置成用于配合该螺纹部102的螺纹部104。可选择地，可在盖22的周边与开口50之间设置垫圈(未示出)以有助于形成密封。
图11是图8的壳体24的透视图。如在图11中示出，绕着出口64和排放口74设置密封表面110。密封表面110被配置成用于与在图12中示出的基底密封70相配合。参考图11和12，该实例的基底密封70和密封表面110被配置成用于提供滑动界面，基于该滑动界面，基底密封70和密封表面110能够在过滤器组件48的安装和移除过程中旋转。在该实例中，基底密封70和密封表面110均为平滑的，以有助于不被干扰的旋转滑动。
图12是图8的过滤器元件38的透视仰视图。如在图12中示出，基底密封70包括适合于在于图11中示出的密封表面110上滑动或旋转的表面。另外，在该实例中省略了在图6中示出的可选索引花键86。
工业实用性
本发明可应用于包括具有排放口的流体过滤器壳体的任何机器。所公开的过滤器壳体组件的方面可提高使用简易性，收集流体的更大能力，操作灵活性，以及通常地流体过滤器壳体组件和特殊的润滑***的性能。
从前述讨论将很容易地理解用于过滤流体的过滤器***20和索构件30的工业应用性。可在没有工具的情况下，执行具有索构件30的过滤器组件48的检查、移除和更换。也就是，通过在图2中示出的抓持部分可抓持索构件30，且该索构件可被移除以允许从壳体24移除过滤器组件48。该工具更少的***具有优点：不需要储存并在工作现场粘附过滤器移除工具。另外，经由索构件30将过滤器组件48紧固至壳体24还防止在使用工具时可能发生的过扭转。
然而，在使用工具来检查、移除和更换过滤器组件48的实例中，可采用在图8-12中示出的螺纹连接部。另外，可使用将过滤器组件48紧固至壳体24的任何合适的连接方法。其它合适的连接方法的实例包括夹子、夹具等类似物。如在此公开的过滤器***20的配置和部件可用于任何类型的过滤器中，例如筒型或旋装型过滤器。壳体24和过滤器组件48可集合地称作为过滤器***20的更换部件。另外，与常规方法相比，该过滤器***20更易于制造且更节约成本。此外，如在此公开的过滤器***20可以采用为任何形状和尺寸的过滤器***20，例如圆形或非圆形过滤器***20。
将理解的是，前述说明提供了所公开***和技术的实例。然而，预料到的是，本公开的其它实施方式可与前述实例在细节上不同。本发明所提到的所有内容都意在提及关于那一点所讨论的本发明的具体示例，而并非概括地意在更暗示对本发明范围的任何限制。所有对于某些特征的区别和贬低的描述只是用来表示这些特征并不是优选的，除非另外说明，并不打算将这些特征完全排除在本发明的范围之外。
除非这里另有说明，这里所述的数值的范围仅仅用作分别指代该范围内的每个独立的值的简化方法，并且每个独立的值与它在这里被单独引述一样引用到说明书中。本文所述的所有方法可以任何合适的顺序进行，除非本文另有说明或者上下文清楚地相反指示。
在整个本申请中，在此，相同的附图标记指代相同的元件，除非另有说明。

Claims (10)

1.一种过滤器组件(48)，包括：
过滤器元件(38)，所述过滤器元件具有第一端(40)、第二端(42)、外表面(44)和内部通道(46)；
粘附至所述第一端(40)的盖(22)，所述盖(22)具有配置成用于与过滤器壳体(24)的开口(50)相配合的盖周边；以及
设置在所述第二端(42)处的基底密封(70)，所述基底密封(70)具有与所述内部通道(46)相协作对齐的出口端口(72)，所述基底密封(70)被配置成用于将所述出口端口(72)密封至壳体出口(64)，而且所述基底密封(70)被配置成用于密封壳体排放口(74)，响应于过滤器组件(48)安装在过滤器壳体(24)中，通过基底密封(70)密封壳体排放口(74)，基底密封(70)中具有瓣形凹陷区域，该瓣形凹陷区域的形状被配置成用于匹配围绕壳体排放口(74)的区域。
2.根据权利要求1所述的过滤器组件(48)，还包括设置在所述第一端(40)和所述第二端(42)中的过滤器介质，而且所述过滤器介质被配置成用于从流体(60)流中过滤污染物。
3.根据权利要求1所述的过滤器组件(48)，还包括设置在所述盖周边处的螺纹盖(22)部，所述螺纹盖(22)部被配置成用于与螺纹壳体部相配合，以将所述过滤器组件(48)紧固在所述过滤器壳体(24)中。
4.根据权利要求1所述的过滤器组件(48)，还包括：
在所述盖周边处设置的环形盖(22)表面，所述环形盖(22)表面被配置成用于与环状过滤器壳体(24)表面以滑动接合的方式套装；
绕着所述环形盖(22)表面设置的环形盖凹槽(54)；
绕着所述环状过滤器壳体(24)表面设置的环状过滤器壳体凹槽(56)；
响应于所述环形盖凹槽(54)与所述环状过滤器壳体凹槽(56)的协作对齐形成的通道(58)；以及
索构件(30)，所述索构件被配置成用于可移除地嵌入所述通道(58)中，以将所述盖(22)紧固至所述过滤器壳体(24)。
5.根据权利要求4所述的过滤器组件(48)，其中，所述过滤器组件(48)被索引成以单个定向接合所述过滤器壳体(24)，且其中，所述基底密封(70)包括从所述出口端口(72)径向向外延伸的瓣部，以形成壳体(24)排放口密封(90)。
6.根据权利要求5所述的过滤器组件(48)，还包括用于定向所述盖(22)和所述过滤器的所述开口(50)的索引装置(80)。
7.根据权利要求4所述的过滤器组件(48)，其中，所述索构件(30)包括锥形部，所述锥形部设置在所述索构件(30)的远端处且被配置成用于提供机械优点，用于响应于被嵌入其中而促进所述环形盖凹槽(54)和所述环状过滤器壳体凹槽(56)形成协作对齐。
8.一种过滤器***(20)，包括：
过滤器壳体(24)，包括：
壳体(24)开口(50)，和
具有壳体出口(64)和壳体排放口(74)的基底；以及
过滤器组件(48)，包括：
过滤器元件(38)，所述过滤器元件具有第一端(40)、第二端(42)、外表面(44)和内部通道(46)，
粘附至所述第一端(40)的盖(22)，所述盖(22)具有配置成用于与过滤器壳体(24)开口(50)相配合的盖周边，和
在所述第二端(42)处设置的基底密封(70)，所述基底密封(70)具有与所述内部通道(46)相协作对齐的出口端口(72)，所述基底密封(70)被配置成用于将所述出口端口(72)密封至壳体出口(64)，而且所述基底密封(70)被配置成用于密封壳体排放口(74)，响应于过滤器组件(48)安装在过滤器壳体(24)中，通过基底密封(70)密封壳体排放口(74)，基底密封(70)中具有瓣形凹陷区域，该瓣形凹陷区域的形状被配置成用于匹配围绕壳体排放口(74)的区域。
9.根据权利要求8所述的过滤器***(20)，还包括设置在所述盖周边处的螺纹盖(22)部，所述螺纹盖(22)部被配置成用于与螺纹壳体部相配合，以将所述过滤器组件(48)紧固在所述过滤器壳体(24)中。
10.根据权利要求8所述的过滤器***(20)，还包括：
设置在所述盖周边处的环形盖(22)表面，所述环形盖(22)表面被配置成用于与环状过滤器壳体(24)表面以滑动接合的方式套装；
绕着所述环形盖(22)表面设置的环形盖凹槽(54)；
绕着所述环状过滤器壳体(24)表面设置的环状过滤器壳体凹槽(56)；
响应于所述环形盖凹槽(54)与所述环状过滤器壳体凹槽(56)的协作对齐形成的通道(58)；和
索构件(30)，所述索构件被配置成用于可移除地嵌入所述通道(58)中，以将所述盖(22)紧固至所述过滤器壳体(24)。
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