防滴漏过滤器组件及维护具有该防滴漏过滤器组件的过滤装置的方法.pdf

具体实施方式

描述于此的流体过滤器一般能提供一种改进的结构以用于维护流体过滤器的过滤元件，其能够在被移除时保持密封，如此能够减小流体滴漏。举例来说，此过滤组件包括盖和具有密封和保持特征的滤筒。密封和保持特征至少在移除过滤组件以便更换滤筒的过滤元件时能将盖和滤筒保持在一起。流体过滤组件可以应用于，例如，各种引擎过滤系统中，例如但不限于油滤系统。在一些情况下，描述于此的流体过滤组件10可以被用在那些已知的具有涡轮增压功能的内燃机中，并且此组件10可以被用于将空气从油、雾及颗粒物中分离出来，如此清洁空气可以输送回或“呼吸”至进气管口，譬如涡轮进气管。

图1-8描述流体过滤组件10的一个实施例。正如显示的，流体过滤组件10与过滤系统的通用部件50连接。仅作一些示例，部件50可以是储存器或容器，其允许将要流经过滤系统，譬如内燃机的流体通过入口60进入和汇集于储存器50内，并流向流体过滤组件10。在经流体过滤组件10过滤后，过滤的流体可经由出口58流出流体过滤组件并流回各自系统供使用。在另一个例子中，部件50可以是阀门盖，其可用在内燃机中，如此可允许引擎润滑油被过滤并经过出口58流回系统中。可以理解的是，部件50被示出是为了描述流体过滤组件10可被连接至过滤系统的环境。对部件50的任何额外的描述是为了方便而不是为了构造出对流体过滤组件10限制的部件。

流体过滤组件10包括盖体12和滤筒14。盖体12包括内部壳体容积，其可以实质地收容滤筒14。盖体12包括连接部件13。连接部件13置于盖体12的周缘。在一个示例中，连接部件可以是多个螺母和螺栓。连接部件13将流体过滤组件10通过盖体12的孔11连接到过滤系统的一个元件，譬如元件50。(图4A-C。)

可以理解的是，盖体12不限于示出的特定的结构，而是可以构造成任意数目的形状和尺寸以便适于流体过滤组件10的特定的应用。例如一个例子中，当流体过滤组件10被用于典型的曲轴箱送气装置的通风过滤系统，盖体12可以与送气盖相类似并具有其功能。因此，盖体12可以呈现为多种物理结构而不限于图示结构，例如出口15可以具有多种允许气流流出的角度，这将进一步描述于本说明书中。

滤筒14包括至少一个过滤元件16、18和板体20。正如所示的，两个过滤元件16、18置于板体20的一侧。可以理解的是过滤组件10不限于两个过滤元件，更多或者更少的过滤元件可以视需要和/或必要而采用。进一步可以理解的是，过滤元件不限于特定的尺寸和形状，任意数目的形状和尺寸可以视对于流体过滤组件10特定的应用的合适和/或必要而采用。例如，多个高度的过滤元件可被采用，并可基于以下需求1)较高的元件将用于a)提供进一步的垂直排油高度，b)减少压降和c)延长维护时间间隔或2)流体过滤组件10在引擎舱内的间隙需求。例如，在一些已知的内燃机中的风箱通常堵在盖体12的顶侧，如此就可能会要求一个过滤元件在高度上较另一过滤元件矮(即过滤元件16比过滤元件18高些)。进一步可以理解的是，与其他引擎元件的间隙问题可能会发生，并且过滤元件和盖构造可以依照要求被修改以便解决此问题，例如与电池托盘的、发电机托架的、引擎本身的间隙问题等等。

在一个实施例中，过滤元件16、18被置于板体20的对着盖体12的内部空间的边缘上。正如所示的，当板体20被连接至盖体12时，过滤元件16、18被置于板体20和盖体12之间。

在一个实施例中，过滤元件16、18由合适的过滤媒质构造成以允许流体被过滤元件16、18的内侧壁过滤并进入其外部区域。过滤元件16、18两者包括端板17、19，其密封各自过滤元件16、18，以便引导流体流过这些壁。过滤媒质可以是任意适合从进入过滤组件液流分离需要的流体的材料。正如一个在内燃机中的例子，过滤媒质可以适合分离流体，比如从油和雾中分离出气流，从流体过滤组件10过滤出来的油进入引擎中继续使用，过滤出来的气体作为气体送至涡轮进气管。

在一个实施例中，板体20包括两个相背的主表面或侧。正如所述的，过滤元件16、18被置于板体20的一侧或一个主表面上。板体20包括与过滤元件16、18放置在同侧上的定位结构28。定位结构围绕过滤元件16、18的周缘，并允许过滤元件16、18保持在板体20上。在一个实施例中，过滤元件16、18被固定和密封至板体20，譬如通过粘胶、热塑固定或者其他对本领域技术人员所知的机械结构。在此结构中，包括过滤元件16、18的整个滤筒和板体20可以被替换。

在另一种情况下，可以理解的是过滤元件16、18可以是从板体20上被移除的。在此结构中，过滤元件16、18是一次性使用的，而板体20可以是重复使用的。进一步可以理解的是板体20也可以是在使用一次或多次后被丢弃。

板体20可以是模塑材料，其可在使用后被丢弃或者在过滤元件被替换的情况下被重复使用。然而，可以理解的是，用于构造板体20的材料不限于模塑材料，其他材料也可能是合适的。仅作为一些例子，板体20可由如铝的机械加工金属构造而成或者由热固化的塑胶材料成型。

至少一个保持部件24被置于板体20的一侧上。保持部件24可连接到盖体12，也可与盖体12分离。当连接到盖体12时，保持部件24保持滤筒与盖体连接，并保持他们密封配合，这些将会进一步的描述。保持部件24进一步的保持盖体和滤筒之间的密封，该保持部件的操作独立于连接元件13的连接及断开连接的操作，比如，在为了维护(即元件50)而移除过滤组件10，又连接元件13连接的盖体12被分离时，盖体和滤筒之间的密封仍可又保持部件保持。

正如所示的，两个保持部件24显示在与过滤元件16、18所处的板体20的同侧。可以理解的是，一个保持部件或者多于两个保持部件可以在必要和/或合适时被采用，只要当其连接时盖体12能与滤筒保持在一起。

正如进一步所示的，保持部件24是具有倒钩端和槽的延伸部。倒钩端的成锥型的构造允许保持部件24被插入盖体12上的相应的连接结构23中，而肩部能保持与盖体12的相应连接结构23的连接。如图8所示，连接结构23置于盖体12的底侧，且收容并与保持部件24连接。在一个实施例中，此构造允许保持部件24与盖体12以凸出/凹陷的配合方式连接。槽允许倒钩端的分开的端部相互靠近，如此肩部配合能从盖体12脱离。在此构造中，保持部件能被连接至盖体12也可与盖体12分离。可以理解的是，保持部件24不限于所示的特定结构，并且保持部件的概念可通过不同结构得以实现。一些例子包括，但不限于，多种卡扣固定、螺栓和螺丝、自锁螺丝、或其他适合的固定方式。

进一步的定位结构27、29置于定位结构28的周缘内。定位结构27、29为从板体20上过滤元件16、18放置的一侧延伸的凸起。定位结构27、29可插入其各自的过滤元件16、18的内部空间中，如此过滤元件16、18的内壁覆盖定位结构27、29。定位结构27、29包括开口，如此过滤的流体能经板体20的一侧流向另一侧。(见图4和7。)

密封表面22、26被置于板体20相反的主表面上。在一个实施例中，密封表面22、26置于板体20其各自所在侧的周缘附近。

密封表面22置于过滤元件16、18所在一侧上。当板体20与盖体12配合时，密封表面22朝向盖体12。密封表面22与盖体12的密封表面25之间形成流体紧密密封。即使在过滤组件与过滤系统的另一部件(如部件50)分离时，密封表面22仍保持其与盖体12的密封，直到盖体12与滤筒14或板体20分离。

密封表面26置于过滤元件16、18所在相反一侧上。当板体20与盖体12配合时，密封表面26背离盖体12。密封表面26与过滤系统的另一部件的密封表面之间形成流体紧密密封，如容器或储存器(如部件50)。在一个例子中，部件50的密封表面56能提供合适的密封表面以便板体20的密封表面26与之配合，并且如此将过滤组件10与部件50密封。

在一个实施例中，密封表面22、26可以是形成在板体20上的覆成型结构。在又一个实施例中，密封表面22、26是一体模制密封，并形成于板体20上。密封表面22也可以是设于板体上的密封部件，并且可以像肋状结构或方形密封垫部件。正如图4所示的例子，密封部件设于板体20的槽内。密封表面22、26可以由适于与将盖体12和部件50的各自密封表面配合形成流体紧密密封的可压缩的材料制成。

仅作为举例说明，用于密封部件的材料可以是合成橡胶材料，譬如形成于热固合成橡胶，如液体硅胶(LSR)、高稠度橡胶(HCR)、又譬如乙烯-丙烯酸酯橡胶(Vamac)、氟弹性体(Viton)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、环氧氯丙烷橡胶(ECO)、丁腈橡胶(nitrile)等等。另一些例子是，用于密封部件的材料也可以包括但不限于热塑合成橡胶，譬如热塑硬硅胶(TPSiV)或乙烯橡胶与聚丙烯阵列的混合物等等。可以理解的是，用于密封表面的材料是不限的，只要是用于取得期望的密封功能的合适材料即可。

关于部件50，作为容器或储存器示出的部件50包括容量52。孔54用以允许过滤组件10连接至部件50。作为一个例子，孔54允许连接部件13的插入，如此可将部件50连接至过滤组件10。同样地，盖体12的特定的连接部件结构可以被适合地调整以连接另一此种部件(即部件50)。进一步可理解的是部件50的特定结构和其与过滤组件的连接结构不限于示出的特定结构。正如讨论的，部件50表示过滤系统的通用部件，如此过滤部件10能与之连接并与之断开连接。在一些例子中，部件50可以是类似储存器、容器或蓄贮槽，还可以是如同用于内燃机内达到油滤系统的阀盖。

在一个例子中，部件50是容器或储存器，进入过滤组件10的流体被过滤并经由过滤元件16、18分离，如此液体可收集于部件50的储存器53中并最终从出口58流体过滤组件流出并流回至使用流体的各自的系统。气体被分离和从出口15流出。对涉及部件50的流体过滤组件的操作在下面部分进一步描述。

在对流体过滤组件的操作中，组件10可以被用于引擎油滤系统中。在一些例子里，描述于此的流体过滤组件10可以用于从油液、雾及颗粒物中分离出空气，这样清洁空气可以被送至或“呼吸”至进气管口，譬如涡轮进气管。

再次回到图4A-C，部件50包括允许流体进入流体过滤组件10的入口60。在油滤系统的例子中，入口60允许曲轴箱和液体经过板体20的接口21进入流体过滤组件。在一个实施例中，接口21是板体20的一部分。接口21包括至少一个能进入流体过滤组件的管嘴62。在一个实施例中，接口21为圆锥形的接口，具有至少一个管嘴62。可以理解的是，多于一个管嘴62可以被使用，并且进一步可以被理解的是，接口21不限于所示的特定结构。接口21和管嘴结构可以是除了所示的圆锥形状外的其他形状，只要接口21对设备(譬如部件50的入口60)是合适的配合结构。在一个实施例中，接口21是如板体20的主体那样的塑料结构，并且与另一部件(譬如部件50)以塑料与塑料密封装配的方式配合。在另一个实施例中，接口21可以在接口的配合面和部件50的入口60的壁面之间包括一些间隙。也就是说，塑料与塑料的接口可以不是流体紧密封，而包括密封或衬垫材料(未示出)也是可以的。

流经入口60和管嘴62的流体接着可以流经槽27a和定位部件27的开口到过滤元件16的内部区域。在一个实施例中，另一过滤媒质66可以被置于管嘴62和槽27a之间，这样流体(譬如油料)在进入过滤元件16的内部区域之前受到第一次过滤。过滤媒质可以是，但不必是，纤维的或海绵的材料。同样，在油料通过管嘴后，管嘴62通过使油料冲击于过滤媒质66促使对油料的第一次分离阶段，这会在下面作进一步描述。

一些没有进入过滤元件16的流体也会流过开口64，绕过入口61并收集于部件50的储存器52。积累在储存器52中的油料可经由槽29a和开设于定位部件29的开口传送，如此可以进入过滤元件18的内部区域。

过滤元件16、18允许油料通过过滤元件的过滤媒质过滤而第二次分离。在经过滤元件16、18过滤后，聚集的油可以流动并流出板体20的出口孔36。正如所示的，聚集的油流经板体20的出口孔36至出口58的开口58a。在一个实施例中，额外的密封表面26a被包括在内以便密封排出管，与部件50的一个表面配合形成流体紧密封。图7显示密封表面26a大概地显示了开口36的周缘。

保留在流体过滤组件10内的气体，已被从液体和多数油料中分离出来，经管口15流出流体过滤组件10，像空气流至管入口，就如涡轮进气管口。管口15置于盖体12上。管口15是开口，作为管线连接以允许分离的气体/空气流出和“呼”出至流体过滤组件10。正如所示的，管口15置于盖体12的一侧并接近其顶盖表面。

第一阶段和第二阶段的分离帮助从曲轴箱气体中分离油，如此大体上清洁的空气(即无油液、雾或颗粒物)流出流体过滤组件10的管口15。如此构造对防止焦化是有用的，例如在涡轮进气管口，通过减小流向涡轮进气口的油和雾的流量减少焦化。在增压的油滤系统中，油料以最高的压力进入流体过滤组件，在第一次分离阶段后油料的流体压力降低，并在第二次分离阶段后再次降低(即汇聚的油和释出的清洁气体)。所述的流体过滤组件10对防止涡轮进气口焦化是有帮助的，焦化会对涡轮压缩效率产生不利影响。

作为进一步的显示，板体20包括释出或喷洒管32。在一些例子中，由于板体20的储存器侧的压力相对于板体20的过滤元件侧的压力不同，可使一些收集在储存器52中的油在压力下流过管32中的开口。也就是说，在第一阶段分离后，油料收集在储存器52中，压力高于储存器侧导致一些油被压迫或者喷出到管32外。在另一实施例中，板体20进一步包括支管阀30。正如在本领域所知的，支管阀30允许进一步的流体释出，如此在操作系统时流体过滤组件10会压力过大。

图9显示流体过滤组件10包括另外的连接结构33、34以连接盖体12和板体20。正如所示，连接结构34、33可以是勾和环紧固件，分别置于过滤元件的端板的顶部，并置于盖体的底侧表面(见33的虚线)。勾和环紧固件可以是置于过滤元件的端板的带并且置于盖体下方，如此布设在盖体12和板体组装时可以一起配合。

在一过滤维护操作中，描述于此的过滤组件能提供维护的便利，使维护更清洁更有效。在一个实施例中，一种维护的方法包括移除流体过滤组件。盖体与滤筒断开连接，滤筒包括板体，过滤元件被具有新的板体和过滤元件的新的滤筒替换。盖体连接至具有新的过滤元件的滤筒，并且与过滤系统有关的具有新的过滤元件的过滤组件被替换(即部件50)。在此情况下，过滤元件是与板体分离的，之后板体可以被重新使用并且新的过滤元件可以用来替换旧的过滤元件。

所述的密封表面和上述的过滤组件的保持部件，移除过滤组件的步骤包括保持盖体和滤筒之间的密封，至少在过滤组件从过滤系统的一个部件移除时是这样的。当维护产生时以及直到盖体从滤筒移除以取装过滤组件时，描述于此的过滤组件能允许盖体保持于滤筒。在此维护方法中，流体通过密封表面的滴漏可被防止或者至少减少，就如同通过过滤组件的侧面。在有一个实际在油滤应用中的维护流体过滤组件例子中，无论压力相对于大气压是负的还是正的，在引擎关闭后曲轴箱的压力(即在部件50中的压力)衰减至零。在维护人员取得流体过滤组件维护开始了一段时间后，曲轴压力通常已经衰减，并且大部分油已经从流体过滤组件流走了。

在另外的实施例中，一种维护过滤器的方法包括当过滤组件被移除时并且当盖和滤筒之间保持密封时，放开滤筒和过滤系统的部件的密封。可以理解的是移除整个过滤组件的力大约是15lbs(即约3.37牛顿)。进一步可理解的是，过滤组件置于从部件(如储存器)到盖体加压至约2psi的环境中。可以理解的是，这些力和加压值仅仅是示例并且可以依赖于密封的硬度仪和依赖于流体过滤组件是如何连接在一起，其可使压力变大或变小。因此，进一步可以理解的是，流体过滤组件能被合适地构造并被调整以适应其他用于移除的力和加压条件以及连接在一起的方式。在替换用过的过滤元件并用新的过滤元件连接盖体至滤筒后，盖体与滤筒通过两者的密封表面密封配合。替换过滤组件能进一步包括用过滤系统的元件密封滤筒。

描述于此的过滤系统包括密封和保持特征，其至少在移除过滤组件以维护滤筒的过滤元件期间固定盖和滤筒。所述的过滤组件具有低矮外形以便配合现存环境的空间限制，过滤组件将被使用在此环境中。例如，过滤组件可以有低矮的外形，过滤组件的高度比上过滤组件的长度(H/L)的高宽比小于1才可以满足“低矮外形”的过滤组件设计要求。

密封和保持特征如此构造以保持其密封表面之间的密封，如此流体滴漏可以减少。这样的流体过滤组件的一些益处包括提供更清洁和更有效的维护方法，使滴和/或漏可被防止或至少被减小，并且更容易获得达到零组件的通道。在一个引擎油滤系统的例子中，空间限制可以导致维护过滤器困难，移动诸如空气过滤壳体以取得达到过滤组件的通道可以是不必要的。作为一个结果，当满足引擎设计的空间限制时，更清洁的维护能够产生并节约时间。

揭示于此的本发明的概念可以其他形式体现出来，而不背离本发明的精神和新颖特征。揭示于本申请中的实施例需要如描述的那样被全面理解但不限于此。本发明的范围写于随后的权利要求中而非之前的描述，并且在与权利要求等同的意思和范围内作出的所有变化也应属于本发明的范围。