專利名稱：非圓形可更換燃料過濾元件和包含此元件的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及過濾元件，更特別地，涉及非圓形可更換過濾元件和包含該元 件的系統(tǒng)。
背景技術：
在幾乎所有現(xiàn)代內(nèi)燃機中均會找到一種形式或其它形式的燃料過濾器。燃料過 濾器是放置在燃料管線內(nèi)的某些地點處的過濾器，用于從供應的燃料中除去有害污物或微 粒。如果不在燃料進入發(fā)動機之前除去這些污物，則由于微粒在高精度部件上的研磨作用， 會導致有些部件如燃料泵、噴射器和濾芯的快速磨損及故障。燃料過濾器還可提高發(fā)動機 的性能，因為燃料中的污物越少，燃料就可更有效地燃燒。在許多潛在的發(fā)動機系統(tǒng)設計 中，空間限制不允許使用傳統(tǒng)的圓形過濾元件。

發(fā)明內(nèi)容
過濾組件的一個實施方式中，過濾器的形狀為非圓形幾何形狀。其它實施方式包 括用于從燃料流中除去污物的獨特的設備、裝置、系統(tǒng)和方法，同時提供獨特的過濾器和過 濾組件幾何形狀。本發(fā)明的其它的實施方式、形式、目的、特征、有益效果等將在下文以及附 圖中加以描述。


圖1為一種示范性燃料過濾組件的透視圖；
圖2為圖1的前視圖；圖3為圖1的側視圖；圖4為一種示范性燃料過濾器濾芯的透視圖；圖5為圖4的交替透視圖；圖6為圖4的剖視圖；圖7為一種示范性濾料的剖視圖。
具體實施例方式為了增進對本發(fā)明的原理的理解，現(xiàn)在結合附圖和具體實施方式
、用特殊的語言 來描述本發(fā)明。應當理解，本發(fā)明的具體實施方式
并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任 何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護 范圍之內(nèi)。
圖1-3展示了一種燃料過濾組件100，該過濾組件100包括外殼102和與該外殼 102的上部可拆卸地連接的蓋子104。外殼102包括上部106、中部108和下安裝表面部 110。在一個實施例中，外殼102的上部106具有基本為圓形的橫截面形狀，而中部108具 有基本為非圓形的橫截面形狀。外殼102的下安裝表面部110具有末端，這些末端包括部 分圓形的凹部112，這些凹部112為用于與過濾組件100連接的流體連接件提供空間。外殼102的上部106包括擱架部分114，該擱架部分形成在外殼102的上部106到 外殼102的中部108的轉變處。如圖所示，外殼102的擱架部分114從外殼102的非圓形 中部108處向外伸出預定距離。擱架部分114包括燃料入口 116和燃料出口 118。在圖示 實施例中，燃料入口 116和燃料出口 118位于外殼102的擱架部分114的相對兩側。
燃料入口 116和燃料出口 118相對于外殼102的豎軸基本平行設置。外殼102的 中部108的非圓形橫截面形狀在外殼102的上部106下方提供了額外的空間。該額外的空 間用于流體連接口 116、118。燃料供應管線120在與外殼102的豎軸有關的豎直方向上與 燃料入口 116相連。燃料供應管線120用于給過濾組件100供應燃料或流體。燃料通過燃 料供應管線120進入過濾組件100并被過濾組件100過濾，接著過濾后的燃料通過燃料出 口 118排出過濾組件100。在一個實施例中，燃料調(diào)節(jié)閥122與燃料出口 118相連。燃料調(diào)節(jié)閥122被設計 為在預定壓力水平如60PSI下打開，因此只有當過濾組件100內(nèi)存在預定的壓力值時，燃料 才通過燃料出口 118流出過濾組件100。燃料調(diào)節(jié)閥122與燃料或流體回流管線124相連。 雖然圖中沒有示出，但回流管線124可與燃料箱或貯器或發(fā)動機流體連通。與燃料供應管 線120 —樣，燃料調(diào)節(jié)閥122和燃料回流管線124在與外殼102的豎軸有關的豎直方向上 與燃料出口 118相連。外殼102的中部108的示范性非圓形橫截面形狀提供了位于外殼102上部106下 方的額外空間，從而允許流體連接件在豎直方向上與過濾組件100連接。這提供了豎直方 向進入流體管道的通道，使過濾組件100可被置于具有小公差或最小空間的位置。如圖所 示，燃料或流體連接件120、124通過外殼102的下安裝表面部110末端的部分圓形凹部112 沿過濾組件100豎直向下延伸。外殼102的中部108的非圓形橫截面結構進一步展示在圖2和3中。圖2為過濾 組件100的前視圖，圖3為過濾組件100的側視圖。外殼102的上部106被配置為具有基 本圓形的橫截面結構或形狀。外殼102的中部108被配置為具有基本非圓形的橫截面結構 或形狀。在圖示實施例中，中部108具有基本為卵形或橢圓形的橫截面結構或形狀。參見圖4和5，過濾組件100包括可更換的濾芯200，該濾芯200位于外殼102的 內(nèi)部。濾芯200包括上端板202、濾料204和下端板206。上端板202具有基本為圓形的結 構或形狀，且具有與濾料204的上端210相連的底面208。圓形的上端板202的直徑大于濾 料204的整體橫截面尺寸，因此，上端板202的外周邊緣212伸出在濾料204的外部邊緣或 周緣之外。濾料204具有基本為卵形或橢圓形的橫截面結構或形狀，該結構或形狀通常與外 殼102的中部108的結構或形狀相匹配。在一個形式中，濾料204包括熔噴濾料、氣流成網(wǎng) 濾料、抗水型濾料或者一種或多種濾料類型的合成混合物。下端板206具有基本為卵形或 橢圓形的橫截面結構。濾料204的下端214與下端板206的上表面相連。下端板206還包括大致位于該下端板206中央的孔216。密封件218設置在孔216周圍。如下文的詳細描 述所述，濾芯200能夠可移除地設置在由外殼102的內(nèi)部界定的流體室內(nèi)。
圖6展示了過濾組件100的剖視圖。外殼102的上部106界定了第一流體室300， 而外殼102的中部108界定了第二流體室302。第一流體室300通常為圓柱形或圓形并過渡 到第二流體室302，該第二流體室具有基本非圓形的形狀或結構。第一和第二流體室300、 302容納著濾芯200。濾芯200的濾料204與外殼102的上部106和中部108的內(nèi)壁303 隔開一段理想的距離。外殼102的下安裝表面部110和濾芯200的下端板206界定了第三流體室304，圖 中該第三流體室具有基本為非圓形的形狀。在圖示實施例中，第三流體室304與第二流體 室302之間為平滑的過渡部。這樣，第三流體室304基本具有與第二流體室302相同的形 狀。不過，在另一可選形式中，第三流體室304可以采用多種不同形式或形狀，例如卵形、 橢圓形、圓形、正方形、矩形，等等。在一些流體應用中，例如應用于柴油燃料時，第三流體室 304提供了一個可將從燃料中除去的水收集于其中的位置。下端板206的外緣與外殼102 中部108的內(nèi)壁303之間具有小的空間或縫隙305，水通過該空間或縫隙305流向第三流體 室304。雖然圖中沒有描繪出，但下安裝表面部110的下端可包括一個閥，用戶可通過該閥 將那些從燃料中除去的水排出第三流體室304。外殼102的下安裝表面部110的下表面306包括連接件308。如圖所示，連接件 308從下安裝表面部110的下表面306處向上伸出一段預定的距離。在圖示實施例中，連接 件308是圓形的，但在其它可選實施例中也可以具有其它形狀。下安裝表面部110包括至 少一個孔310，該至少一個孔310穿過所述下安裝表面部110的安裝部分312的外緣?？?310使得過濾組件可通過螺栓或其它相當?shù)倪B接裝置連接至車輛。過濾組件100還包括中央柱314，該中央柱314從連接件308處沿豎軸向上伸出。 在圖示實施例中，中央柱314通過由外殼102的中部108界定的第二流體室302向上伸、并 進入由外殼102的上部106界定的第一流體室300中。中央柱314包括空的內(nèi)部316和位 于該中央柱314的上部320上的至少一個孔318。已經(jīng)被濾料204過濾過的流體通過該孔 318流入中央柱314的中空內(nèi)部316中。中央柱314的下部322包括外螺紋段324，該外螺 紋段324用于將中央柱314固定至連接件308的內(nèi)螺紋段326?？捎酶鞣N其它的連接方法 將中央柱314的下部322固定至連接件308。通過將濾芯200的孔216置于中央柱314的上部320上、并迫使濾芯200向下移 動、直到下端板206的密封件218觸及連接件308的上部328時為止，從而將濾芯200固定 不動地固定在外殼102內(nèi)。密封件218提供下端板206和中央柱314之間的無泄漏流體密 封。如圖所示，下端板206包括向上伸出的圓形肋330，該圓形肋330界定了下端板206的 孔216。密封件218與下端板206的下表面332、肋330的外表面334、以及肋330的上表 面336相連。如上文所述，下端板206的下表面336和下固定表面部110的下表面306界 定了第三流體室304。在替代性實施例中，中央柱314可包括一連接件，該連接件提供與下 端板206之間的無泄漏流體密封。進一步如圖6所示，濾芯200包括中央管340。中央管340基本平行于濾芯204和 外殼102、沿過濾組件100的豎軸延伸。中央管340包括多個孔342，燃料通過該多個孔342 進入濾芯200的內(nèi)部流體室344。接著來自內(nèi)部流體室344的經(jīng)過過濾的燃料可通過中央柱314中的孔318進入中央柱314的中空內(nèi)部316中。下端板206的上表面與中央管340的下端相連，上端板202的下表面與中央管340的上端相連。將濾料204包裝、定位，或以 其它方式圍繞或與中央管340的外表面連接。蓋子104與外殼102的上部106可拆卸地連接。一旦濾芯200被置于中央柱314 上面后，蓋子104就可與外殼102的上部106連接。在一個實施例中，蓋子104包括外螺紋 段346，該外螺紋段346旋入外殼102上部106的內(nèi)螺紋段348中。蓋子104的外螺紋段 346位于蓋子104的下部350上。蓋子104的下部350的外徑稍小于外殼102的上部106 的內(nèi)徑。蓋子104的中部352包括固定夾354和上內(nèi)表面356。固定夾354從上內(nèi)表面356 處向下伸出一段預定的距離。隨著蓋子104旋入外殼102的上部106中，濾芯200的上端 板202咬住或通過固定夾354。隨著蓋子104繼續(xù)旋入外殼102的上部106中，濾芯200的 上端板202最終與蓋子104的上內(nèi)表面356接觸。從而，中央柱314和蓋子104彼此配合、 以將濾芯200安全地固定在由外殼102界定的第一和第二流體室300、302中。在替代性實 施例中，可用直角回轉蓋(卡口蓋)、摩擦配合或者與圖示相反的螺紋設置，將蓋子104固定 至外殼102的上部106。密封件358位于蓋子104的凹槽360中，用于形成蓋子104的外緣362與外殼102 上部106的內(nèi)緣364之間的無泄漏流體密封。參見圖1-3，蓋子104包括圓頂形帽部150， 該帽部150包括多個從該圓頂形帽部150向上伸出的抓手件152。在圓頂形帽部150的頂 部為工具配屬件154。抓手件152使得安裝人員開始時可以用他們的手將蓋子104擰緊到 外殼102上，當擰到特定的收緊點之后，可將工具放置在所述工具配屬件154上，以便進一 步將蓋子104緊固到外殼102上部106的上緣156上。參見圖7，該圖為濾芯200的濾料204的一部分的頂部剖視圖。如圖所示，濾料204 具有預定寬度204a和預定高度204b。此外，濾料204具有非圓形形狀，圖中為卵形或橢圓 形。在一個實施例中，卵形的尺寸使得預定高度204b與預定寬度204a之比為0. 9或更小。 外殼102的中部108和中央管340具有類似的結構和形狀。雖然附圖和前面的描述已經(jīng)詳細地展示了本發(fā)明，但這些應被視作為示例性而非 限制性的，應當理解，本說明書只展示和描述了優(yōu)選的實施例，任何在本發(fā)明精神之內(nèi)所做 的改變和修正均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當理解，本說明書中使用的“優(yōu)選”、“最好”等詞 語表面所述及的特征是可取的，但不是必要的，缺少這些特征的實施方式也在本發(fā)明的范 圍之內(nèi)，本發(fā)明的范圍由權利要求所界定。在閱讀權利要求書時，除非另有說明，否則“一”、 “一個”、“至少一個”或者“至少一部分”之類的詞不代表將權利要求限制為僅僅一項。當使 用“至少一部分”和/或“一部分”時，除非另有說明，否則該項可包括項的一部分和/或整 個項。
權利要求
一種過濾組件，包括具有上部、非圓形中部、下部的外殼，其中，所述上部和非圓形中部界定一流體室；位于所述外殼的所述流體室內(nèi)的非圓形濾芯，該非圓形濾芯具有非圓形中央管和圍繞該非圓形中央管放置的非圓形濾料；以及與所述外殼的上部的頂端相連的蓋子。
2.如權利要求1所述的過濾組件，其特征在于所述外殼的所述上部包括具有流體入 口的下擱架，所述流體入口位于與所述外殼的豎軸有關的豎直方向上。
3.如權利要求2所述的過濾組件，其特征在于所述流體入口包括從所述下擱架處向 下伸出的第一連接段。
4.如權利要求2所述的過濾組件，其特征在于所述下擱架包括流體出口，該流體出口 處于所述流體入口的對側，并位于與所述外殼的豎軸有關的豎直方向上。
5.如權利要求4所述的過濾組件，其特征在于所述流體出口包括從所述下擱架處向 下伸出的第二連接段。
6.如權利要求1所述的過濾組件，其特征在于所述非圓形濾料包括與所述蓋子的上 內(nèi)表面相連的圓形上端板。
7.如權利要求1所述的過濾組件，其特征在于還包括中央柱，該中央柱與位于所述外 殼的下部的內(nèi)部的連接件相連。
8.如權利要求7所述的過濾組件，其特征在于，所述非圓形濾芯包括具有中央孔的非 圓形下端板，圍繞所示中央孔的至少一部分設置的密封件的外表面，以及圍繞所述中央柱 的外徑的至少一部分設置的密封件的內(nèi)表面。
9.一種過濾器，包括外殼，該外殼界定了基本為圓形橫截面形狀的上部室和基本為非圓形橫截面形狀的下 部室；中央柱，該中央柱從一連接件處向上伸出，所述連接件位于所述基本為非圓形橫截面 形狀的下部室的下表面上；非圓形濾芯，該非圓形濾芯具有上端板和非圓形下端板，其中，該非圓形濾芯與所述中 央柱相連；以及蓋子，該蓋子與所述基本為圓形橫截面形狀的上部室的上部相連。
10.如權利要求9所述的過濾器，其特征在于所述外殼包括基本為圓形的擱架部分， 所述基本為圓形橫截面形狀的上部室在該擱架部分處過渡到所述基本為非圓形橫截面形 狀的下部室。
11.如權利要求10所述的過濾器，其特征在于所述圓形的擱架部分包括流體入口和 流體出口，所述流體入口和所述流體出口平行于所述基本為圓形橫截面形狀的上部室和基 本為非圓形橫截面形狀的下部室的豎軸。
12.如權利要求9所述的過濾器，其特征在于所述蓋子包括位于蓋子上內(nèi)部上的固定 夾，該固定夾將所述上端板固定在所述蓋子內(nèi)。
13.如權利要求9所述的過濾器，其特征在于所述濾芯的非圓形下端板擱在所述連接 件的上表面上，以在所述基本為非圓形橫截面形狀的下部室的下部內(nèi)界定一流體箱。
14.如權利要求9所述的過濾器，其特征在于所述非圓形下端板包括孔，其中，所述孔與所述中央柱之間設置有密封件，從而在所述連接件的上表面與所述非圓形下端板的下表 面之間形成密封。
15.如權利要求9所述的過濾器，其特征在于所述中央柱包括位于該中央柱上部的至 少一個孔，其中，所述中央柱包括中空內(nèi)部，從而在中央柱的內(nèi)部內(nèi)界定了一流體室。
16.一種濾芯，包括 上端板；非圓形橫截面形狀的中央管，該中央管具有與所述上端板的下表面相連的上端和多個 流體通過孔；非圓形橫截面形狀的濾料，該濾料圍繞所述非圓形橫截面形狀的中央管設置； 非圓形下端板，該下端板具有與所述非圓形橫截面形狀的中央管的下端相連的上表
17.如權利要求16所述的濾芯，其特征在于所述非圓形下端板包括中央孔，該中央孔 具有向上伸出的肋。
18.如權利要求17所述的濾芯，其特征在于一密封件與所述非圓形下端板的下表面 和所述向上伸出的肋相連。
19.如權利要求16所述的濾芯，其特征在于所述非圓形橫截面形狀的中央管和所述 非圓形橫截面形狀的濾料為卵形。
20.如權利要求16所述的濾芯，其特征在于所述非圓形橫截面形狀的濾料具有預定 橫截面寬度和預定橫截面高度，其中，所述預定橫截面高度與所述預定橫截面寬度之比等 于0.9或更小。
21.一種裝置，包括過濾元件，該過濾元件具有垂直于其主軸的基本為橢圓形的截面；第一端板，該第一端板與所述過濾元件相連，并具有基本為橢圓形的形狀；第二端板，該第二端板與所述過濾元件相連。
22.如權利要求21所述的裝置，其特征在于還包括中央柱，該中央柱與所述第一端板 和所述第二端板之中的一個相連。
23.如權利要求22所述的裝置，其特征在于所述中央柱具有垂直于其主軸的基本為 橢圓形的截面。
24.如權利要求21所述的裝置，其特征在于所述第一端板包括孔。
25.如權利要求24所述的裝置，其特征在于還包括圍繞所述孔設置的密封件。
全文摘要
本發(fā)明的一個實施方式是一種過濾組件，其中，過濾器的形狀為非圓形幾何形狀。本發(fā)明的其它實施方式包括從燃料流中除去污物的獨特的裝置、設備、系統(tǒng)和方法，同時提供獨特的過濾器和過濾組件幾何形狀。本發(fā)明更多的實施方式、實施例、目的、特征、優(yōu)點、方面和有益效果等將在說明書和附圖中進行詳細說明。
文檔編號B01D27/00GK101873884SQ200880118704
公開日2010年10月27日 申請日期2008年5月22日 優(yōu)先權日2007年11月27日
發(fā)明者杰弗里·A·赫斯本德, 查爾斯·W·霍金斯, 馬克·維克佐雷克 申請人:康明斯過濾Ip公司