CN108026806B - 用于将过滤元件附接并限位在旋转轴上的***和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了用于将旋转过滤元件可移除地附接到旋转轴的附接和限位机构。旋转过滤元件包括由驱动机构驱动的过滤介质，驱动机构使旋转轴旋转。过滤元件可移除地附接到旋转轴，使得过滤元件和过滤***可以定期地被更换和/或维护。在一些布置中，驱动轴包括与旋转过滤元件的过滤元件套筒的匹配区段相互作用的D形区段。在其它布置中，驱动轴包括至少一个平坦驱动表面。

Description

用于将过滤元件附接并限位在旋转轴上的***和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年8月28日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS FOR ATTACHINGAND RETAINING A FILTER ELEMENT ON A ROTATING SHAFT”的第62/211,505号美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的内容整体地通过引用并入本文并用于所有目的。
技术领域
本申请涉及旋转过滤元件。
背景
在内燃发动机的运行期间，一部分燃烧气体可能从燃烧气缸中流出并流入发动机的曲轴箱中。这些气体通常被称为“窜漏”气体。窜漏气体包括气溶胶(aerosol)、油和空气的混合物。如果直接排放到环境中，窜漏气体可能会危害环境。因此，窜漏气体通常通过曲轴箱通风***排出曲轴箱。曲轴箱通风***可使窜漏气体通过聚结器(coalescer)(即，聚结式过滤元件)以去除窜漏气体中所包含的大部分气溶胶和油。聚结器包括过滤介质。过滤后的窜漏气体然后被排放到环境中(在打开的曲轴箱通风***中)，或者被引导返回内燃发动机的进气口用于进一步燃烧(在关闭的曲轴箱通风***中)。
一些曲轴箱通风***利用旋转聚结器，旋转聚结器通过在过滤期间使过滤介质旋转来提高聚结过滤元件的过滤效率。在旋转过滤筒中，污染物(例如，由窜漏气体悬浮和输送的油滴)在过滤筒的过滤介质内通过在纤维上的惯性撞击、拦截、扩散和重力的颗粒捕获机制被分离。通过使过滤介质旋转，额外的离心力增强了惯性冲击和重力。另外，过滤筒的旋转可以产生泵送效果，这减少了通过过滤***的压降。旋转过滤筒可以包括纤维过滤器以及离心分离装置。
旋转过滤元件需要定期维护和更换。因此，旋转过滤元件需要可移除地附接并限位在驱动轴上。当过滤元件安装在驱动轴上时，驱动轴在过滤操作期间将旋转施加在过滤元件上。当过滤元件从驱动轴移除时，可对其进行维护并重新安装到驱动轴上，或者将新的过滤元件安装到驱动轴上。
概述
一个示例性实施方案涉及过滤***。该过滤***包括具有入口和出口的壳体。过滤***包括驱动机构，该驱动机构包括具有平坦区段的驱动轴。过滤***还包括旋转过滤元件，该旋转过滤元件定位在壳体内并与入口和出口流体连通。旋转过滤元件配置成从通过入口接纳的流体分离悬浮的液体。旋转过滤元件包括第一端板、第二端板以及定位在第一端板和第二端板之间的过滤介质。旋转过滤元件还包括配置成接纳驱动轴的过滤元件套筒或衬套。过滤元件套筒或衬套具有径向向内突出的突出部。突出部与驱动轴的平坦区段相互作用，以将旋转从驱动轴传递到旋转过滤元件。
在一些实施方案中，所述突出部包括凸起的平面形的面，所述凸起的平面形的面在所述驱动轴的旋转期间与所述驱动轴的所述平坦区段形成表面区域接触。
在一些实施方案中，所述过滤元件套筒或衬套包括释放区段，所述释放区段提供位于所述突出部的内侧拐角上的圆角。
在一些实施方案中，所述驱动轴包括邻近所述平坦区段的倒角。
在一些实施方案中，所述过滤***还包括定位在所述驱动轴的颈缩部分中的O形环。
在一些实施方案中，所述旋转过滤元件是旋转聚结器。
在一些实施方案中，通过所述入口接纳的所述流体是内燃发动机的曲轴箱窜漏气体，并且其中所述悬浮的液体包括油或气溶胶。
在一些实施方案中，所述驱动轴包括邻近所述平坦区段的倒角。
在一些实施方案中，所述过滤***还包括定位在所述驱动轴的颈缩部分中的卡环。
在一些实施方案中，所述驱动轴包括包含所述平坦区段的多个平坦区段，所述多个平坦区段在所述驱动轴的驱动区段处形成六边形横截面形状。
在一些实施方案中，所述驱动轴包括连接所述多个平坦区段的相邻平坦区段的多个倒角。
在一些实施方案中，所述过滤元件套筒或衬套包括包含所述突出部的多个突出部，所述多个突出部形成接纳所述驱动轴的所述驱动区段的六瓣形键槽。
在一些实施方案中，所述过滤元件套筒或衬套包括定位在所述多个突出部中的相邻突出部之间的释放区段。
在一些实施方案中，所述驱动轴在所述驱动轴的驱动区段处包括平坦区段、突出部或键槽中的至少一个。
在一些实施方案中，所述过滤元件套筒或衬套包括接纳所述驱动轴的所述驱动区段的键槽。
另一个示例性实施方案涉及旋转过滤元件。旋转过滤元件包括第一端板、第二端板以及定位在第一端板和第二端板之间的过滤介质。旋转过滤元件还包括过滤元件套筒或衬套，该过滤元件套筒或衬套配置成当旋转过滤元件安装在过滤***中时接纳过滤***的驱动轴。过滤元件套筒或衬套包括径向向内突出的突出部。突出部与过滤***的驱动轴相互作用，以便将旋转从驱动轴传递到旋转过滤元件。旋转过滤元件配置成从流体分离悬浮的液体。
在一些实施方案中，所述突出部包括凸起的平面形的面，所述凸起的平面形的面在所述驱动轴的旋转期间与所述驱动轴的平坦区段形成表面区域接触。
在一些实施方案中，所述过滤元件套筒或衬套包括释放区段，所述释放区段提供位于所述突出部的内侧拐角上的圆角。
在一些实施方案中，所述旋转过滤元件是旋转聚结器。
在一些实施方案中，所述流体包括曲轴箱窜漏气体，并且所述悬浮的液体包括油或气溶胶。
在一些实施方案中，所述过滤元件套筒或衬套包括包含所述突出部的多个突出部，所述多个突出部形成接纳所述驱动轴的驱动区段的六瓣形键槽。
在一些实施方案中，所述过滤元件套筒或衬套包括定位在所述多个突出部中的相邻突出部之间的释放区段。
根据结合附图时进行的以下的详细描述，这些和其它的特征连同其组织和操作的方式将变得明显，其中在所有的下文描述的若干个附图中，相似的元件具有相似的标记。
附图说明
图1和图2示出了根据示例性实施方案的过滤元件正在被安装在驱动轴上的横截面图以及正在被固定到驱动轴的横截面图。
图3至图10示出了展示图1和图2的旋转过滤元件如何被安装到图1和图2的旋转轴上并与之相互作用的多个视图。
图11至图14示出了图1的过滤元件附接到驱动轴和在维护操作期间定位的过滤元件的多个横截面图。
图15示出了根据另一示例性实施方案的过滤元件正在被安装在驱动轴上的横截面图。
图16示出了图15的过滤元件被安装在驱动轴上的横截面图。
图17示出了图15的驱动轴的透视图。
图18示出了图15的过滤元件的过滤元件套筒的顶视图。
图19、图20和图21各自示出了驱动轴与图15的过滤元件的过滤元件套筒相互作用的视图。
具体实施方式
总体上参考附图，描述了一种附接和限位机构，用于将旋转过滤元件可移除地附接到驱动轴。旋转过滤元件包括由驱动机构驱动的过滤介质，驱动机构使驱动轴旋转。过滤元件可移除地附接到驱动轴，使得过滤元件和过滤***可以定期地更换和/或维护。根据多个实施方案，驱动轴包括与旋转过滤元件的过滤元件套筒或衬套的匹配区段或突出部相互作用的平坦区段。过滤元件套筒接纳驱动轴的平坦区段，并且在旋转驱动轴和过滤元件套筒之间提供表面接触同时减少可能的磨损，并且允许组装和移除旋转过滤元件。过滤元件套筒或衬套包括径向突出部的根部圆角(root radius)区域中的释放区段，释放区段通过促进旋转驱动轴平坦区段与径向突出部的平坦面之间的表面接触来减小套筒或衬套上的磨损。在一些布置中，驱动轴的平坦区段包括倒角或倒圆的边缘，倒角或倒圆的边缘在驱动轴平坦边缘和套筒或衬套突出部的根部圆角之间提供释放部(relief)或间隙。
过滤元件可以从驱动轴移除和安装在驱动轴上，而无需使用专用工具。O形环可以安装在驱动轴和过滤元件套筒之间，以防止过滤元件由于重力而从驱动轴上脱落，并防止气体绕过过滤元件通过驱动轴和衬套或套筒之间的间隙。O形环被压缩，使得O形环在热循环期间允许驱动轴热膨胀而不对轴承轴向地加载。在过滤元件被安装之后，在驱动轴和底部过滤器轴承的内圈之间形成间隙配合。
参考图1，示出了过滤元件102正在被安装在驱动轴104上的横截面图。过滤元件102包括布置在第一端盖108和第二端盖110之间的过滤介质106。过滤元件102包括配置成接纳并围绕驱动轴104的过滤元件套筒112。在一些布置中，过滤元件套筒112是衬套。驱动轴104通过诸如电动马达114的驱动机构来旋转。在安装期间，过滤元件102在箭头116的方向上***在驱动轴104上。
参考图2，示出了安装在驱动轴104上的过滤元件的横截面图。如所示出的，驱动轴104可以装配有O形环117。O形环117防止过滤元件102由于重力而从驱动轴104上脱落并防止气体绕过过滤元件102。O形环117被压缩，使得O形环117允许驱动轴104在热循环期间在热膨胀的情况下膨胀而不会对轴承轴向地加载。在一些布置中，用限位卡环(retainingsnap ring)代替O形环117，与O形环117相比，限位卡环提供将过滤元件102轴向地保持在驱动轴104上的更强的保持力。
图3是驱动轴104的透视图。驱动轴104包括平坦区段302。在一些布置中，平坦区段302为驱动轴104的一部分提供D形横截面轮廓。如下面进一步详细描述的，平坦区段302提供与过滤元件套筒112的匹配表面相互作用的驱动表面，以将来自驱动轴104的旋转施加到过滤元件102(例如，如图5和图6所示)。
参考图4，示出了过滤元件套筒112的透视图。过滤元件套筒112包括套筒突出部404。套筒突出部404是径向向内突出凸块，其与驱动轴104的平坦区段302相互作用以将旋转从驱动轴104传递到过滤元件102(例如，如图5、图6和图10所示)。
如图5、图6和图10所示，过滤元件102安装在驱动轴104上。平坦区段302与套筒突出部404相互作用，以在驱动轴104和过滤元件套筒112之间提供驱动界面。当驱动轴104向过滤元件102施加扭矩时，套筒突出部404提供凸起的平面形的面(raised planar face)，该凸起的平面形的面与驱动轴104的平坦区段302形成表面区域接触(surface areacontact)(而不是点或线接触)。因此，当驱动轴104在箭头602的方向上旋转时，过滤元件102也在箭头602的方向上旋转。如图9所示，在过滤元件102的一些布置或旋转定向中，在平坦区段302和套筒突出部404的匹配的平坦驱动表面之间存在间隙。这些表面(即，平坦区段302和套筒突出部404的匹配的平坦驱动表面)可以仅在它们平行时(当驱动轴104旋转到套筒突出部404的平坦表面时)才接触。
在一些布置中，驱动轴104包括与平坦区段302邻近的倒角604，倒角604提供套筒突出部404的根部圆角的释放部或间隙。在一些布置中，过滤元件套筒112包括邻近套筒突出部的释放区段606。释放区段606还提供套筒突出部404的内侧拐角上的圆角，这减小了在操作期间套筒突出部404上的应力。在图7和图8中更详细地示出了倒角604和释放区段606。如图8所示，释放区段606延伸过滤元件套筒112的整个轴向长度。然而，套筒突出部404不延伸过滤元件套筒112的整个轴向长度，以便允许驱动轴104的未被铣平的轴向部分与过滤元件套筒112的上部部分接合(例如，如图2所示)，以限制过滤元件102相对于驱动轴104的轴向运动。此外，当从过滤元件102的顶部查看时，过滤元件套筒112中的释放区段606和驱动轴104与过滤元件套筒112的圆形部分(即，过滤元件套筒112的基部)会合之处的切除部(carve-outs)形成“碎屑袋(debris pocket)”。这些碎屑袋可以积聚碎屑，从而防止磨损颗粒的迁移，例如源自元件上方的螺旋弹簧1304(如图13和图14所示)的碎屑。
在其它布置中，过滤元件套筒112包括释放区段606，然而驱动轴104不包括倒角604。在图9和图10中示出了这种布置。在这样的布置中，在安装过滤元件102期间在驱动轴104和过滤元件套筒112之间存在间隙，并且在操作期间当驱动轴104旋转到套筒突出部404的平坦区段中时不存在间隙。
参考图11至图14，示出了过滤元件102的多个横截面视图。具体地，图11示出了安装在驱动轴104上的过滤元件102。O形环117配合在驱动轴104和过滤元件套筒112之间。O形环放置在驱动轴104的颈缩部分702(如图7所示)中。当过滤元件102处于安装位置时(如图11所示)，O形环117与接纳驱动轴104的自由端的轴承1102邻近。O形环117在驱动轴104和过滤元件102之间产生摩擦，从而在安装和维护期间(例如，如图12所示，当顶盖1104或过滤元件102从壳体1106提升或者放回到壳体1106中时)防止过滤元件102从驱动轴104脱落。另外，将O形环117安装在驱动轴104上不需要专用工具。当过滤元件102安装在驱动轴上时，过滤元件102在箭头1302的方向上被压在驱动轴104上(例如，如图13所示)。这压缩螺旋弹簧1304并暴露驱动轴104上的用于O形环的凹槽(例如，如图14所示)，使得O形环117可以安装在驱动轴上，该O形环将过滤元件102在轴向方向上限位在驱动轴104上。当过滤元件102处于安装位置时，O形环117在自由状态被圈围(如图13所示)。O形环117有助于防止磨屑进入轴承1102中。另外，O形环117在过滤元件套筒112和驱动轴104之间形成密封，由此防止气体通过过滤元件套筒112的驱动特征和驱动轴104之间的开口而绕过过滤元件。
当处于安装位置时，围绕驱动轴104的螺旋弹簧1304(或其它形式的偏置构件)处于第一状态。螺旋弹簧1304被预先组装到驱动轴104，使得螺旋弹簧1304的顶部接触马达轴承的内圈，并且利用与驱动轴104上的凹槽相互作用的限位e型卡圈(e-clip)在轴向方向上限位到驱动轴104。在第一状态下，限位e型卡圈与第二端盖110和过滤元件套筒112的顶部接触。为了移除或维护O形环117，可以沿着箭头1302(例如，如图13所示)的方向将过滤元件102按压成越过安装位置以暴露O形环117，这在图14中被示出。在这样的位置中，螺旋弹簧1304处于第二状态。当处于第二状态时，螺旋弹簧1304比第一状态更被压缩。在第二状态下，螺旋弹簧1304的限位e型卡圈紧靠第二端盖110，并且将过滤元件偏置回图13的安装位置。
参考图15至图21，根据示例性实施例，示出了具有过滤元件1502和驱动轴1504的过滤***1500。图15示出了过滤元件1502正在被安装在驱动轴1504上的横截面图。图16示出了过滤元件1502已被安装在驱动轴1504上的横截面图。图17示出了驱动轴1504的透视图。图18示出了过滤元件1502的过滤元件套筒1506的顶视图。图19、图20和图21各自示出了驱动轴1504与过滤元件套筒1506相互作用的视图。
过滤元件1502和驱动轴1504类似于图1至图14的过滤元件102和驱动轴104。因此，相似的编号用于指示在图1至图14和图15至图21中的相似的部件。如图15和图16最佳示出的，过滤元件1502包括布置在第一端盖108和第二端盖110之间的过滤介质106。过滤元件1502包括配置成接纳并围绕驱动轴1504的过滤元件套筒1506。在一些布置中，过滤元件套筒1506是衬套。驱动轴1504通过诸如电动马达114的驱动机构来旋转。在安装期间，过滤元件1502在箭头116的方向上***在驱动轴1504上。
如图17中所示，驱动轴1504包括驱动区段1702。驱动区段1702包括在驱动轴1504的驱动区段1702处形成六边形横截面的多个平坦面。如下面进一步详细描述的，驱动区段1702的平坦面提供与过滤元件套筒1506的匹配表面相互作用的驱动表面，以将来自驱动轴1504的旋转施加到过滤元件1502(例如，如图19和图20所示)。在替代的布置中，驱动轴1504的驱动区段1702可以包括与过滤元件套筒1506相互作用的驱动表面(例如，平坦或成角度的表面)、突出部和/或键槽的任何组合，以将来自驱动轴1504的旋转施加到过滤元件1502。
过滤元件套筒1506的尺寸和形状被设定成接纳驱动轴1504。如图18中最佳示出的，过滤元件套筒1506包括过滤元件套筒1506的内表面上的多个突出部1802。多个突出部1802包括径向向内突出凸块，径向向内突出凸块与驱动轴1504的驱动区段1702的平坦面相互作用，以将旋转从驱动轴1504传递到过滤元件1502(例如，如图19和图20所示)。在一些布置中，存在六个尺寸相同并且均匀间隔的突出部1802(例如，如图18所示)，突出部1802形成六瓣形键槽(hexalobular keyway)1804以接纳驱动轴1504。在替代的布置中，过滤元件套筒1506可以包括与驱动轴1504相互作用的驱动表面(例如，平坦或成角度的表面)、突出部和/或键槽的任意组合，以将来自驱动轴1504的旋转施加到过滤元件1502。
如图19、图20和图21所示，当过滤元件1502安装在驱动轴1504上时，驱动轴1504被接纳在过滤元件套筒1506内。驱动区段1702的平坦面与突出部1802相互作用以在驱动轴1504和过滤元件套筒1506之间提供驱动界面。突出部1802提供凸起的平面形的面，当驱动轴1504向过滤元件1502施加扭矩时，这些凸起的平面形的面与驱动轴1504的驱动区段1702的平坦面接触(而不是点或线接触)。因此，当驱动轴1504在箭头1902的方向上旋转时，过滤元件1502也在箭头1902的方向上旋转。此外，因为驱动轴1504和过滤元件套筒1506是对称的，所以驱动轴1504和过滤元件1502可以在任何方向(即，顺时针方向或逆时针方向)上旋转而不牺牲驱动表面接触面积。如图21所示，在过滤元件1502的一些布置或旋转定向中，在驱动区段1702的平坦面和突出部1802的匹配的平坦驱动表面之间存在间隙。这些表面(即，驱动区段1702的平坦面和突出部1802的匹配的平坦驱动表面)可以仅在它们平行时(当驱动轴1504旋转到突出部1802的平坦表面时)才接触。
在一些布置中，驱动轴1504的驱动区段1702包括连接相邻平坦面的倒圆或倒角边缘2102，这提供突出部1802的根部圆角的释放部或间隙。在一些布置中，过滤元件套筒1506包括定位在相邻的突出部1802之间的释放区段2104。释放区段2104还提供突出部1802的内侧拐角上的圆角，这减小了在操作期间突出部1802上的应力。在图21中更详细地示出了倒圆或倒角边缘2102和释放区段2104。如图15中最佳示出的，套筒突出部1802不延伸过滤元件套筒1506的整个轴向长度，以便允许驱动轴1504的未铣平的轴向部分与过滤元件套筒1506的上部部分接合(例如，如图16所示)，以限制过滤元件1502相对于驱动轴1504的轴向运动。驱动轴1504的未铣平的与过滤元件套筒1506的上部部分接合的轴向部分由于驱动轴1504和过滤元件套筒1506之间的紧密间隙而改善了径向稳定性，这减小了过滤元件套筒1506和/或驱动轴1504的振动和过量磨损或者失效的风险。在一些布置中，过滤元件套筒1506是双套筒设计(例如，如图15所示)，其包括具有多个突出部1802的驱动部分1508和为精密圆柱形表面的运行套筒部分或衬套部分1510。在这样的布置中，双套筒设计可以改善过滤元件套筒1506的可制造性。此外，当从过滤元件1502的顶部查看时，过滤元件套筒1506中的释放区段2104和驱动轴1504与过滤元件套筒1506的圆形部分(即，过滤元件套筒1506的基部)会合之处的切除部形成“碎屑袋”。这些碎屑袋可以积聚碎屑，从而防止磨损颗粒的迁移，例如源自元件上方的螺旋弹簧1304(例如，以与上面关于图13和图14描述的类似的方式)的碎屑。在其它布置中，过滤元件套筒1506包括释放区段2104，然而驱动轴1504不包括倒角2102。在这样的布置中，在安装过滤元件1502期间在驱动轴1504和过滤元件套筒1506之间存在间隙，并且在操作期间当驱动轴1504旋转进入突出部1802的平坦区段时不存在间隙。
上述旋转过滤元件和驱动***可以用在多种***中。例如，上述旋转过滤元件和驱动***可以用于曲轴箱通风***，以从曲轴箱窜漏气体分离油和气溶胶。此外，上述旋转过滤元件和驱动***可以用于天然气过滤以从天然气中去除油和气溶胶。所提及的示例旨在是非限制性的，因为旋转过滤元件和驱动***可以用在任何合适的过滤***中。
应注意，在本文用于描述多个实施方式的术语“示例(example)”的任何使用旨在表示这样的实施方案是可能的实施方案的可能的示例、表示和/或图示(且这样的术语并不意图暗示这样的实施方案必须是特别的或最好的示例)。
如在本文使用的术语“联接(coupled)”和类似术语意指两个构件直接地或间接地连结到彼此。这样的连结可以是静态的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此一体地形成为单个整体，或者通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件附接至彼此，这样的连结可以被实现。
本文中对元件的位置(例如，“顶”、“底”、“上”、“下”等)的引用仅用于描述各种元件在图中的定向。应注意，不同元件的定向可以根据其它的示例性实施方案而不同，并且这种变化旨在被本公开所包含。
重要的是注意到，各种示例性实施方案的构造和布置仅仅是说明性的。虽然在本公开中只详细描述了几个实施方案，但审阅本公开的本领域中的技术人员应容易理解，在实质上不偏离本文所述的主题的新颖性教导和优点的情况下，很多修改(例如，在各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等上的变化)是可能的。例如，示出为整体形成的元件可由多个部分或元件构成，元件的位置可以倒置或者以其它方式改变，并且分立的元件或位置的本质或数量可以改变或变化。根据可替代的实施方案，任何工艺或方法步骤的顺序或次序可以改变或者重新排列。另外，来自特定的实施方案的特征可以与来自其它实施方案的特征组合，如将被本领域普通技术人员所理解的。也可在各种示例性实施方案的设计、操作条件和布置上做出其它替代、修改、变化和省略，而不偏离本发明的范围。

Claims (22)

1.一种过滤***，包括：
壳体，其具有入口和出口；
驱动机构，其包括具有平坦区段的驱动轴；
旋转过滤元件，其定位在所述壳体内并且与所述入口和所述出口流体连通，所述旋转过滤元件配置成从通过所述入口接纳的流体分离悬浮的液体，所述旋转过滤元件包括：
第一端板，
第二端板，
过滤介质，其定位在所述第一端板和所述第二端板之间，以及
过滤元件套筒或衬套，其配置成接纳所述驱动轴，所述过滤元件套筒或衬套具有径向向内突出的突出部，所述突出部不延伸所述过滤元件套筒或衬套的整个轴向长度，使得所述过滤元件套筒或衬套的上部部分与所述驱动轴的轴向部分接合，以限制所述过滤元件相对于所述驱动轴的轴向运动，所述突出部与所述驱动轴的所述平坦区段相互作用，以便将旋转从所述驱动轴传递到所述旋转过滤元件。
2.根据权利要求1所述的过滤***，其中所述突出部包括凸起的平面形的面，所述凸起的平面形的面在所述驱动轴的旋转期间与所述驱动轴的所述平坦区段形成表面区域接触。
3.根据权利要求1所述的过滤***，其中所述过滤元件套筒或衬套包括释放区段，所述释放区段提供位于所述突出部的内侧拐角上的圆角。
4.根据权利要求3所述的过滤***，其中所述驱动轴包括邻近所述平坦区段的倒角。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的过滤***，还包括定位在所述驱动轴的颈缩部分中的O形环。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的过滤***，其中所述旋转过滤元件是旋转聚结器。
7.根据权利要求6所述的过滤***，其中通过所述入口接纳的所述流体是内燃发动机的曲轴箱窜漏气体，并且其中所述悬浮的液体包括油或气溶胶。
8.根据权利要求1或2所述的过滤***，其中所述驱动轴包括邻近所述平坦区段的倒角。
9.根据权利要求1-4和7中任一项所述的过滤***，还包括定位在所述驱动轴的颈缩部分中的卡环。
10.根据权利要求1-3和7中任一项所述的过滤***，其中所述驱动轴包括包含所述平坦区段的多个平坦区段，所述多个平坦区段在所述驱动轴的驱动区段处形成六边形横截面形状。
11.根据权利要求10所述的过滤***，其中所述驱动轴包括连接所述多个平坦区段的相邻平坦区段的多个倒角。
12.根据权利要求10所述的过滤***，其中所述过滤元件套筒或衬套包括包含所述突出部的多个突出部，所述多个突出部形成接纳所述驱动轴的所述驱动区段的六瓣形键槽。
13.根据权利要求12所述的过滤***，其中所述过滤元件套筒或衬套包括定位在所述多个突出部中的相邻突出部之间的释放区段。
14.根据权利要求1-4、7和11-13中任一项所述的过滤***，其中所述驱动轴在所述驱动轴的驱动区段处包括平坦区段、突出部或键槽中的至少一个。
15.根据权利要求14所述的过滤***，其中所述过滤元件套筒或衬套包括接纳所述驱动轴的所述驱动区段的键槽。
16.一种旋转过滤元件，包括：
第一端板，
第二端板，
过滤介质，其定位在所述第一端板和所述第二端板之间，以及
过滤元件套筒或衬套，其配置成当所述旋转过滤元件安装在过滤***中时接纳所述过滤***的驱动轴，所述过滤元件套筒或衬套具有径向向内突出的突出部，所述突出部不延伸所述过滤元件套筒或衬套的整个轴向长度，使得所述过滤元件套筒或衬套的上部部分与所述驱动轴的轴向部分接合，以限制所述过滤元件相对于所述驱动轴的轴向运动，所述突出部与所述过滤***的所述驱动轴相互作用，以便将旋转从所述驱动轴传递到所述旋转过滤元件，所述旋转过滤元件配置成从流体分离悬浮的液体。
17.根据权利要求16所述的旋转过滤元件，其中所述突出部包括凸起的平面形的面，所述凸起的平面形的面在所述驱动轴的旋转期间与所述驱动轴的平坦区段形成表面区域接触。
18.根据权利要求16或17所述的旋转过滤元件，其中所述过滤元件套筒或衬套包括释放区段，所述释放区段提供位于所述突出部的内侧拐角上的圆角。
19.根据权利要求16或17所述的旋转过滤元件，其中所述旋转过滤元件是旋转聚结器。
20.根据权利要求19所述的旋转过滤元件，其中所述流体包括曲轴箱窜漏气体，并且所述悬浮的液体包括油或气溶胶。
21.根据权利要求16-17和20中任一项所述的旋转过滤元件，其中所述过滤元件套筒或衬套包括包含所述突出部的多个突出部，所述多个突出部形成接纳所述驱动轴的驱动区段的六瓣形键槽。
22.根据权利要求21所述的旋转过滤元件，其中所述过滤元件套筒或衬套包括定位在所述多个突出部中的相邻突出部之间的释放区段。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017040289A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-09 Cummins Filtration Ip, Inc. Systems and methods for attaching and retaining a filter element on a rotating shaft
IT201800011121A1 (it) * 2018-12-14 2020-06-14 Ufi Filters Spa Assieme di filtrazione dei gas di blow-by con gruppo di allineamento
IT201800020413A1 (it) * 2018-12-20 2020-06-20 Ufi Filters Spa Assieme di filtrazione dei gas di blow-by
EP3976945B1 (en) * 2019-05-29 2023-06-14 UFI Filters S.p.A. Blow-by gas filtration assembly with support and control shaft
IT201900014268A1 (it) * 2019-08-07 2021-02-07 Ufi Filters Spa Assieme di filtrazione dei gas di blow-by con albero con inserto di bloccaggio
EP4097339A4 (en) * 2020-01-28 2024-03-06 Cummins Filtration Inc. ELECTRIC MOTOR INTEGRATED ROTARY CRANKCASE VENTILATION FILTERS ASSEMBLIES
IT202000007468A1 (it) * 2020-04-08 2021-10-08 Ufi Filters Spa Assieme di filtrazione dei gas di blow-by con cuscinetto di sostegno
CN112007460A (zh) * 2020-08-25 2020-12-01 杭州宣阳科技有限公司 一种基于涡轮的汽车空调压缩机分离装置
CN117128602B (zh) * 2023-09-09 2024-04-26 江苏姑苏净化科技有限公司 基于洁净室的可不停机更换滤芯过滤装置及控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201554994U (zh) * 2009-12-10 2010-08-18 江苏设计谷科技有限公司 可控制旋转角度的旋转装置
CN102494041A (zh) * 2011-12-05 2012-06-13 新杰克缝纫机股份有限公司 一种大扭矩传动的联轴器
CN204121188U (zh) * 2014-09-29 2015-01-28 深圳市安特高科实业有限公司 种植牙***的基台及其种植体与基台的组合结构
CN204451950U (zh) * 2015-01-27 2015-07-08 中集车辆（山东）有限公司 一种厢式货车用车厢侧门
CN104863665A (zh) * 2010-01-27 2015-08-26 康明斯过滤Ip公司 封闭式曲轴箱通风***

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4975188A (en) * 1989-01-27 1990-12-04 Brunsell Dennis A Centrifugal filter apparatus
US6537444B2 (en) * 2001-04-05 2003-03-25 Fleetguard, Inc. Replaceable-cartridge filter with data transmission feature
US6872301B2 (en) * 2001-12-20 2005-03-29 Anthony Schepis High shear rotating disc filter
US8974567B2 (en) * 2010-01-27 2015-03-10 Cummins Filtration Ip Inc. Rotating coalescer with keyed drive
US20140027366A1 (en) * 2012-07-27 2014-01-30 Cummins Filtration Ip, Inc. Top load filter with exterior drain actuation
WO2017040289A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-09 Cummins Filtration Ip, Inc. Systems and methods for attaching and retaining a filter element on a rotating shaft

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201554994U (zh) * 2009-12-10 2010-08-18 江苏设计谷科技有限公司 可控制旋转角度的旋转装置
CN104863665A (zh) * 2010-01-27 2015-08-26 康明斯过滤Ip公司 封闭式曲轴箱通风***
CN102494041A (zh) * 2011-12-05 2012-06-13 新杰克缝纫机股份有限公司 一种大扭矩传动的联轴器
CN204121188U (zh) * 2014-09-29 2015-01-28 深圳市安特高科实业有限公司 种植牙***的基台及其种植体与基台的组合结构
CN204451950U (zh) * 2015-01-27 2015-07-08 中集车辆（山东）有限公司 一种厢式货车用车厢侧门

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