專利名稱：過濾裝置和包括過濾裝置的過濾設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及過濾裝置和包括過濾裝置的過濾設備，該過濾裝置用于過濾來自各種流體的多種雜質中的任ー種。該流體可以是氣體、液體以及/或者氣體、液體和/或固體的混合物。雜質可以是例如固體、膠體和/或凝膠，并且通常為顆?；蛭⒘５男问?。實施本發(fā)明的過濾裝置和過濾組件用于許多不同的流體系統(tǒng)。在許多實例中的一個實例中，本發(fā)明的實施例可以用來過濾來自大型機械或機電裝置中所用的液壓或潤滑油的固體和/或膠狀顆粒，該大型機械或機電裝置包括用于發(fā)電的風カ渦輪機。本發(fā)明的實施例包括圍繞可重復使用的芯部組件安裝的第一過濾組件，其可以是一次性的。流體可以從外側或上游表面到內側或下游表面引導穿過第一過濾組件，同時可重復使用的芯部組件抵抗與流體流動相關的力而支撐第一過濾組件。第一過濾組件可以包括用于從流體中去除雜質的可滲透過濾介質。初始，過濾介質是清潔的，并且上游表面和下游表面之間較小的壓差將保持足夠的流體流過第一過濾組件。隨著更多的流體穿過第一過 濾組件，過濾介質可能變得日益堵塞或淤塞。上游表面和下游表面之間的壓差可能増大，和/或流過一次性過濾組件的流體可能減少。對于許多應用，通常優(yōu)選的是即使在過濾介質被顯著淤塞時也保持足夠的流體流過過濾裝置。因此，本發(fā)明的實施例還可以包括旁通組件，該旁通組件在過濾介質被淤塞時允許流體繞過第一過濾組件。旁通組件能夠可移除地至少部分地安裝在可重復使用的芯部組件的內部，并且可以包括旁通閥和第二過濾組件，該第二過濾組件能夠是可清潔的和/或可重復使用的。對于許多實施例，第二過濾組件的過濾介質可以比第一過濾組件的過濾介質粗糙。旁通閥可以在第一過濾組件變得充分淤塞而使得第一過濾組件兩側的壓差超過預定值時打開，從而允許未過濾的流體繞過或圍繞淤塞的第一過濾組件流動。第二過濾組件可以定位在旁通流動中，以去除至少較大的雜質，否則該較大的雜質可能損壞流體系統(tǒng)的在過濾裝置下游的組成部件。在淤塞的第一過濾組件被更換為新的、清潔的第一過濾組件之后，旁通閥可以閉合，并且可以重新形成穿過新的第一過濾組件的流體流。旁通閥可以在其它情形下打開，即使第一過濾組件沒有淤塞。例如，在流體系統(tǒng)的冷啟動期間，冷的未過濾的流體可能非常濃稠或粘稠。迫使冷的粘稠的未過濾的流體穿過第一過濾組件的細小過濾介質可能損壞(如撕開或撕裂)該細小過濾介質。然而，大到足以迫使冷的粘稠的未過濾的流體穿過第一過濾組件的壓差可能超過用于打開旁通閥的預定值。打開的旁通閥允許冷的粘稠的未過濾的流體繞過第一過濾組件而損壞細小過濾介質，并且穿過第二過濾組件。輔助過濾組件的過濾介質可以是較粗糙的過濾介質和/或更穩(wěn)固的多孔金屬介質。因此，冷的粘稠的未過濾的流體穿過第二過濾組件的過濾介質而不損壞過濾介質。因此，至少粗糙地過濾的流體的旁通流動可以甚至在冷啟動期間用于過濾系統(tǒng)。在流體系統(tǒng)已經運行一段時間之后，未過濾的流體變得溫暖且較稀薄或不太粘稠。然后，迫使溫暖的不太粘稠的未過濾的流體穿過第一過濾組件所需的壓差可能下降到用于打開旁通閥的預定值以下。于是旁通閥閉合，重新引導溫暖的不太粘稠的未過濾的流體穿過第一過濾組件。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的ー個方面，過濾裝置可以包括可重復使用的芯部組件、第一過濾組件和旁通組件?？芍貜褪褂玫男静拷M件可以具有軸線以及第一和第二端部，并且可以包括中空穿孔芯部，該中空穿孔芯部具有外部表面和內部。第一過濾組件能夠圍繞芯部的外部表面上的可重復使用的芯部組件可移除地安裝。第一過濾組件可以包括具有過濾介質、內表面和和相對端部的中空過濾器，并且在過濾器的每個端部處可以定位有端蓋。第一過濾組件能夠在第一位置 和第二位置之間沿軸向移動。在第一位置中，第一過濾組件的端蓋可以密封到可重復使用的芯部組件的端部，并且第一過濾組件的內部表面可以緊鄰芯部的外部表面。在第二位置中，可以從可重復使用的芯部組件移除第一過濾組件。旁通組件可以至少部分地定位在芯部的內部中。旁通組件可以包括旁通閥和機械地連接到旁通閥的第二過濾組件。旁通組件能夠沿著芯部的內部在第一位置和第二位置之間沿軸向移動。在第一位置中，旁通組件的至少一部分可以處于芯部的內部中。在第二位置中，可以從可重復使用的芯部組件移除旁通組件。根據(jù)本發(fā)明的另ー個方面，過濾設備可以包括外殼組件和過濾裝置。外殼組件可以包括內部以及入口和出口，該入口和出口限定了穿過外殼的內部的流體流動路徑。過濾裝置可以在流體流動路徑中定位在外殼組件的內部中。過濾裝置可以包括可重復使用的芯部組件、第一過濾組件和旁通組件。芯部組件可以安裝到外殼組件，并且可以包括軸線、中空穿孔芯部以及第一和第二座部。穿孔芯部可以具有外部表面、內部和相對端部，并且座部可以定位在芯部的端部處。第一過濾組件能夠圍繞穿孔芯部的外部表面上的可重復使用的芯部組件可移除地安裝。第一過濾組件可以包括中空過濾器以及第一和第二端蓋。中空過濾器可以具有過濾介質、內部表面以及第一和第二端部，并且端蓋可以安裝到過濾器的端部。第一過濾組件能夠在第一位置和第二位置之間沿軸向移動。在第一位置中，第一過濾組件的端蓋可以密封到可重復使用的芯部組件的座部，并且第一過濾組件的內部表面可以緊鄰芯部的外部表面。在第二位置中，可以從可重復使用的芯部組件移除第一過濾組件。旁通組件能夠至少部分地在芯部的內部中可移除地安裝到可重復使用的芯部組件。旁通組件可以包括旁通閥和機械地連接到旁通閥的第二過濾組件。旁通組件能夠沿著芯部的內部在第一位置和第二位置之間沿軸向移動。在第一位置中，旁通組件的至少一部分可以處于芯部的內部中。在第二位置中，可以從可重復使用的芯部組件移除旁通組件。實施本發(fā)明的過濾裝置和過濾設備具有許多優(yōu)點。例如，第一過濾組件可以用作主要過濾組件，從流體中有效地且可靠地去除雜質。此外，因為第一過濾組件可移除地安裝到可重復使用的芯部組件，所以第一過濾組件在其變得淤塞時可以快速地且容易地進行移除和更換。淤塞的過濾組件簡單地沿軸向從可重復使用的芯部組件的外部滑落，新的清潔的過濾組件沿軸向滑到可重復使用的芯部組件上。對于許多實施例，第一過濾組件可以是一次性過濾組件，即基本上不具有金屬成分的過濾組件。因為第一過濾組件能夠與可重復使用的芯部組件分開和/或因為第一過濾組件可以基本上不具有金屬成分，所以更換第一過濾組件可以產生較少的廢棄物且廢棄物可以容易地焚燒。另外，第一過濾組件的重量可以非常輕，對于許多應用而言，重量是重要的因素。例如，實施本發(fā)明的過濾裝置和過濾設備可以用在風カ渦輪機中，該風カ渦輪機在地面上方或海上可能延伸數(shù)百米或更多。承載重量輕的過濾組件上下風カ渦輪機使得更換第一過濾組件更加容易且快速，從而減少了風力渦輪機停止使用以用于維護的時間量。將包括旁通閥和第二過濾組件的旁通組件可移除地安裝到可重復使用的芯部組件進ー步減少了浪費和重量。輔助過濾組件可以用作能夠臨時取代淤塞的主要過濾組件的輔助過濾組件。盡管第二過濾組件也可以是一次性過濾組件，但是對于許多實施例，第二過濾組件可以是可重復使用的過濾組件，例如無論何時更換主要過濾組件其都可以就地清潔和重新安裝。旁通閥也可以是可重復使用的部件。于是，一次性廢棄物可以受限于重量輕的淤塞的主要過濾組件。此外，因為第二過濾組件機械地連接到旁通閥，所以這兩個部件都可以快速地且容易地從可重復使用的芯部組件移除、進行檢查和清潔、以及同時重新安裝，進ー步減少了任何停止使用的時間。因此，實施本發(fā)明的過濾裝置和過濾設備均提高生產率并且最小化對環(huán)境的破壞。


圖I為包括外殼組件和定位在外殼組件中的過濾裝置的過濾設備的橫截面圖；圖2為聯(lián)結結構的等軸視圖；圖3為另ー個過濾裝置的一部分的橫截面圖。
具體實施例方式實施本發(fā)明的過濾設備和過濾裝置可以以各種方式進行構造。圖I中示出了過濾設備10的許多不同實例中的ー個，其包括外殼組件11和定位在外殼組件11中的過濾裝置12。外殼組件可以以各種方式構造。例如，外殼組件11可以包括外殼13，該外殼13限定了內部14。外殼13可以具有流體入口 15和流體出口 16，并且還可以限定在入口 15和出口 16之間穿過外殼13的內部14的流體流動路徑。除了入口和出ロ之外，外殼還可以包括ー個或多個端ロ，包括例如排放ロ、排出口和/或用于傳感器(例如溫度和壓カ傳感器)的一個或多個端ロ。外殼組件可以是多部件結構。例如，如圖I所示，外殼13可以包括具有相對兩端的殼體20、在殼體20的一端上的覆蓋件21和在殼體20的另一端上的集管22。殼體20可以以各種方式進行構造。例如，其可以是單部件或多部件結構，并且可以具有大致與過濾裝置12的形狀相對應的形狀。在所示的實施例中，殼體20可以具有大致圓柱形形狀，并且可以圍繞過濾裝置12。殼體20的內部表面可以與過濾裝置12的外部表面間隔開，以限定大致環(huán)形空間，該環(huán)形空間包括流體流動路徑的一部分，并且允許流體在殼體20和過濾裝置12之間流動以及流入和流出過濾裝置12。覆蓋件21可以在殼體20的一端(如上端)永久性地或可移除地連結到殼體20。在所示的實施例中，覆蓋件21能夠例如通過螺紋或螺栓可移除地密封到殼體20的端部，從而允許通過簡單地移除覆蓋件21而觸及過濾裝置11。覆蓋件21可以限定過濾裝置12上方的空間，該空間與殼體20中的環(huán)形空間流體連通，并且與殼體中的環(huán)形空間一起形成外殼13的內部14的一部分。集管22可以永久性地或可移除地連結到殼體20的與覆蓋件21相対的端部。在所示的實施例中，集管22能夠例如通過螺紋或螺栓可移除地密封到殼體20的端部，從而允許通過簡單地移除殼體20以及覆蓋件21而進一歩觸及過濾裝置12。集管22可以具有單部件或多部件結構，并且可以包括入口 15和出口 16。集管內的ー個或多個流體通道可以將流體從入口引導至過濾裝置以及從過濾裝置引導至出口。例如，在所示的實施例中，集管22中的入口 15可以經由入口通道與殼體20和過濾裝置12之間的環(huán)形空間流體連通，而集管22中的出ロ通道可以提供過濾裝置12和出ロ 16之間的流體連通，從而允許流體從外到內流過過濾裝置12?；蛘?，外殼組件和過濾裝置可以被構造為引導未過濾的流體從內到外穿過過濾裝置。外殼組件可以以許多其它方式構造。例如，覆蓋件和殼體可以形成為單個部件，如碗狀物，其能夠可移除地連結到集管。作為另ー個實例，入口和/或出口可以處于外殼組件的不同部分中，如殼體或覆蓋件。外殼組件的組成件可以由任何材料形成，如金屬或聚合物材料，該材料與流體相容并且能夠承受操作溫度和壓カ。過濾裝置12可以包括可重復使用的芯部組件23、主要過濾組件24和旁通組件25，該旁通組件25包括旁通閥26和輔助過濾組件27。可重復使用的芯部組件23能夠以許 多不同的方式永久性地或可移除地安裝到外殼組件11。例如，芯部組件23能夠例如通過螺紋或螺栓在芯部組件23的敞開出ロ端部處可移除地密封到外殼13，如密封到集管22，從而允許芯部組件23的敞開出ロ端部經由集管22中的出ロ通道與出ロ 16流體連通。作為另ー個實例，外殼組件(如集管)可以具有龍頭，該龍頭經由集管中的出ロ通道與出ロ流體連通?？芍貜褪褂玫男静拷M件的出口端部可以被構造為接納外殼組件的龍頭的裝配件。0形環(huán)可以將該裝配件密封到龍頭。可重復使用的芯部組件23可以以各種方式構造為例如單部件或多部件結構，并且可以由金屬或聚合物材料形成。對于許多實施例，芯部組件23可以包括穿孔芯部30，該穿孔芯部30具有規(guī)則的或不規(guī)則的開ロ陣列，以允許流體流過芯部30。穿孔芯部30可以例如為具有中心軸線的大致圓柱形形狀，并且可以包括外部表面31、內部32和相対的端部33、34。芯部組件23在芯部的每個端部33、34處還可以包括座部35、36。對于ー些實施例，每個座部可以是芯部的在每個端部處的一體的非穿孔延伸。然而，對于許多實施例，每個座部35、36可以包括安裝到芯部23的端部上的單獨的端部部件。每個座部35、36可以具有外部表面，該外部表面布置成靠著主要過濾組件24密封。主要過濾組件24能夠圍繞芯部30的外部表面31可移除地安裝到可重復使用的芯部組件23，并且可以以多種方式中的任ー種進行構造。例如，主要過濾組件24可以包括具有可滲透過濾介質、內部表面41和相對端部的中空過濾器40以及密封到過濾器40的每個端部的端蓋44、45。中空過濾器40可以具有與芯部30的外徑相對應的內徑。然后，中空過濾器40的內部表面41可以緊鄰芯部30的外部表面31，從而允許芯部30抵抗與流體從外到內流過主要過濾組件24相關的カ而支撐過濾器40。對于ー些實施例，過濾器可以不是褶狀的，但是對于大多數(shù)實施例，過濾器40包括在過濾器40的端部之間沿軸向延伸的多個褶皺。每個褶皺的高度可以大致等于或大于中空過濾器的內徑和外徑之間的徑向距離。另夕卜，過濾器可以僅僅包括過濾介質或者可以包括多層結構，該多層結構具有ー個或多個過濾介質層和ー個或多個額外的層。例如，多層復合材料可以包括在過濾介質層的上游(如在過濾介質層的外側)的多孔層和/或在過濾介質層的下游(如在過濾介質層的內側)的多孔層。多孔層可以比過濾介質粗糙，并且可以用作用于將流體排出到過濾介質或從過濾介質排出流體的排出層和/或用于在結構上支撐過濾介質的支撐層。多層復合材料還可以包括多孔層和過濾介質之間的緩沖層，以保護過濾介質不被多孔層磨損?？蓾B透過濾介質可以以各種方式中的任ー種進行構造，包括例如構造為支撐或非支撐膜或者構造為纖維結構，例如中空圓柱形纖維塊或者織造或非織造纖維片，其可以是纏繞的或褶狀的。過濾介質可以由多種材料中的任ー種形成，包括例如天然或合成聚合物和玻璃或其它陶瓷纖維，并且可以具有多種流體處理特性，包括例如亞微米范圍、微米范圍內或更粗糙的標稱去除等級。對于許多實施例，標稱去除等級可以小于大約25微米。在所示的實施例中，過濾介質可以包括支撐在多孔聚合物基底上的玻璃纖維基質，并且可以具有大約10微米或更小(如大約ー微米或更小)的標稱去除等級。 主要過濾組件24的端蓋44、45可以以多種方式中的任一種粘接到中空過濾器40的相對端部，并且可以以各種方式進行構造。例如，一個或兩個端蓋44、45可以是具有中心開ロ的敞開端蓋。中心開ロ的直徑可以與穿孔芯部30的外徑和可重復使用的芯部組件23的座部35、36的外徑相對應，從而允許可移除的主要過濾組件24沿著可重復使用的芯部組件23的外部軸向地滑動。當主要過濾組件24安裝到可重復使用的芯部組件23時，端蓋44、45可以沿軸向間隔開與座部35、36之間的軸向距離類似的距離，并且可以例如通過安裝在端蓋44、45的中心開口中的0形環(huán)而密封到座部35、36。因為主要過濾組件24能夠與可重復使用的芯部組件23分開并且不包括該可重復使用的芯部組件23，所以主要過濾組件24重量輕，并且更換主要過濾組件24將產生較少的廢棄物。另外，對于大多數(shù)實施例，主要過濾組件可以包括一次性過濾組件，即基本上不具有金屬成分的過濾組件。例如，除了過濾介質的玻璃纖維基質之外,過濾器事實上可以整個由聚合物材料構成，端蓋事實上可以整個由聚合物材料構成，0形環(huán)事實上可以整個由弾性體材料構成。在沒有任何金屬成分的情況下，一次性過濾組件甚至可以更輕，并且可以容易地焚燒。美國專利No. 5，252，207、No. 5，476，585 和 No. 5，543，047 中可進ー步描述之前所述的可重復使用的芯部組件和可更換的主要過濾組件的許多特征。另外，外殼組件、可重復使用的芯部組件和主要過濾組件的許多部件可以是導電的，以偏移任何電氣不平衡并且減少可能由流體流過過濾裝置所引起的放電，如例如美國專利No. 7，128，835中所公開的。旁通組件25能夠至少部分地在芯部組件23的內部32中可移除地安裝到可重復使用的芯部組件23。例如，在圖I的實施例中，輔助過濾組件27可以整個定位在可重復使用的芯部組件23內，并且在出ロ端部34附近靠著芯部組件23密封。旁通閥26可以部分地定位在芯部組件23的內部32中，并且可以通過螺紋或螺栓在相對端部33附近可移除地密封到芯部組件23。旁通閥26的其余部分可以延伸超過芯部組件23，而例如延伸到芯部組件23和外殼組件11的覆蓋件21之間的空間中。或者，旁通閥能夠整個在芯部組件內可移除地安裝到芯部組件，使得整個旁通組件能夠可移除地安裝在可重復使用的芯部組件的內部中。旁通閥可以是可重復使用的，并且可以以許多方式構造，以便在主要過濾組件變得過度淤塞時和/或在穿過主要過濾組件的流動變得不充分時提供圍繞主要過濾組件的旁通流動路徑。例如，旁通閥26可以包括靜止閥本體50以及可動閥構件51或者靠著閥本體50被彈簧52偏壓在閉合位置的提升閥芯。彈簧52的力可以選擇成將可動閥構件51保持在閉合位置，直到主要過濾組件24變得淤塞而使得主要過濾組件24兩側的壓差迫使閥構件51抵抗彈簧52的カ而離開閥本體50。然后，旁通閥26處于打開位置，并且未過濾的流體可以圍繞或繞過主要過濾組件24而流入芯部組件23的內部32。閥本體和可動閥構件可以以各種方式進行構造。例如，在圖I所示的實施例中，閥本體50可以包括靜止外部套筒53，該靜止外部套筒被封閉端部部件54在外部套筒53的上游端部處將端部封閉。外部套筒53的下游端部可以是敞開的。外部套筒53可以例如通過螺紋或螺釘可移除地密封到可重復使用的芯部組件23，如密封到更靠近覆蓋件21的座部部件35?？蓜娱y構件51可以包括可動內部套筒55，該可動內部套筒55靠著靜止外部套筒53可滑動地密封并且具有相対的敞開端部。在閉合位置中，可滑動內部套筒55的ー個敞 開端部可以通過彈簧52的力而靠著封閉端部部件54密封。內部套筒55的另ー個端部和外部套筒53的下游端部可以通向芯部組件23的內部32。外部套筒53中在封閉端部部件54附近的開ロ 56允許覆蓋件21下方空間中的未過濾的流體靠在可動內部套筒55的外側上。在與主要過濾組件24的不適當淤塞相對應的預定壓差下和/或在不足量的流體流過淤塞的主要過濾組件24的情況下，未過濾的流體迫使可動閥構件51 (如可動內部套筒55)離開靜止閥本體50 (如封閉端部部件54)，從而打開旁通閥26。輔助過濾組件27可以定位在外殼組件11的內部14，處于旁通閥26打開時導致的未過濾的流體的旁通流動中。例如，在圖I所示的實施例中，輔助過濾組件27可以在旁通閥26的下游在芯部組件23的內部32定位在未過濾的流體的旁通流動中。輔助過濾組件27可以以多種方式中的任ー種進行構造。例如，輔助過濾組件27的軸向長度可以比主要過濾組件24或可重復使用的芯部組件23的軸向長度短。另外，輔助過濾組件27的外徑可以小于可重復使用的芯部組件23的內徑，從而在可重復使用的芯部組件23的內部表面和輔助過濾組件27的外部之間提供環(huán)形空間。輔助過濾組件27可以包括具有可滲透過濾介質、外部表面、內部和相對端部的中空過濾器60以及密封到中空過濾器60的每個端部的端蓋61、62?？拷酝ㄩy26的端蓋61可以是封閉端蓋，而中空過濾器60的另一端上的端蓋62可以是敞開端蓋。敞開端蓋62可以通過襯墊密封到可重復使用的芯部組件23 (例如密封到更靠近集管22的座部部件36)或者密封到外殼組件(例如密封到)集管?；蛘?，輔助過濾組件和可重復使用的芯部組件或外殼組件可以以其它方式彼此密封，包括例如具有或不具有密封的螺紋連接，例如0形環(huán)。中空過濾器和輔助過濾組件的端蓋可以與主要過濾組件的類似。例如，主要和輔助過濾組件均可以是一次性過濾組件。然而，對于大多數(shù)實施例，輔助過濾組件27可以包括例如在更換主要過濾組件24時可以進行清潔和重新安裝的可重復使用的過濾組件。例如，輔助過濾組件27的端蓋61、62可以由金屬材料形成，和/或過濾介質可以包括褶狀的或非褶狀的多孔金屬介質，包括例如由金屬篩網(wǎng)形成的多孔金屬介質。其它多孔金屬介質包括可得自美國紐約的Pall Corporation of Port Washington的RiffimesJlペ金屬介
質、PMM .金屬介質和PMF 金屬介質。具有多孔金屬介質允許輔助過濾組件27通過例如高溫和/或強力清潔液而被徹底地清潔，并且能夠在許多一次性主要過濾組件的整個使用壽命內重復使用。另外，輔助過濾組件27可以用作安全過濾器(last chance filter),以保護過濾器系統(tǒng)的在輔助過濾組件下游的部件不發(fā)生斷裂或者輔助過濾組件上游的部件不發(fā)生重大損傷，這些部件包括例如主要過濾組件和旁通閥。對于本發(fā)明的許多但不是全部實施例，輔助過濾組件27的過濾介質可以比主要過濾組件24的過濾介質粗糙。例如，輔助過濾組件的過濾介質的標稱去除等級可以在微米范圍內或更粗糙。對于ー些實施例，標稱去除等級可以為大約25微米或更大，如大約50微米或更大。于是，輔助過濾組件的去除等級可以足夠粗糙以確保流過過濾裝置的足夠的未過濾的流體在旁通閥打開之后繼續(xù)延長的時間段，但是足夠精細以去除大的雜質顆粒，否則該大的雜質顆粒可能會損傷過濾設備為組成部件的流體系統(tǒng)。輔助過濾組件27可以機械地連接到旁通閥26。這種機械連接與輔助過濾組件和旁通閥借助芯部組件的任何機械聯(lián)接無關。通過與可重復使用的芯部組件無關地機械連接輔助過濾組件和旁通閥，兩個組成部件可以快速地且容易地從可重復使用的芯部組件移除、進行檢查和清潔，以及同時進行重新安裝，從而減小了流體系統(tǒng)可能不處于服務狀態(tài)的時間量。輔助過濾組件和旁通閥能夠以各種方式可移除地或永久性地機械連接。例如，延伸穿過芯部的內部的機械聯(lián)結結構可以機械地連接輔助過濾組件和旁通閥，并且該機械聯(lián)結結構可以以多種方式進行構造。例如，機械聯(lián)結結構可以被構造為當輔助過濾組件和旁 通閥中的一個從芯部組件移除時，簡單地將另ー個從芯部組件的內部拉出。于是，對于一些實施例，機械聯(lián)結結構可以包括在旁通閥和輔助過濾組件之間延伸穿過芯部組件的內部的鏈。當從芯部組件卸載(如擰下)和移除旁通閥時，該鏈可以拉動輔助過濾組件以及旁通閥，首先從芯部組件或外殼組件開啟輔助過濾組件，然后從芯部組件的內部拉動輔助過濾組件。或者，機械聯(lián)結結構可以被構造為當輔助過濾組件和旁通閥中的一個移除和重新安裝時，將另一個拉出芯部組件的內部以及將另ー個推入芯部組件的內部。例如，于是，機械聯(lián)結結構可以包括在旁通閥和輔助過濾組件之間延伸穿過芯部組件的內部的桿。當從芯部組件移除旁通閥時，該桿可以首先開啟輔助過濾組件，然后從芯部組件的內部拉動輔助過濾組件。當旁通組件重新安裝在芯部組件中時，輔助過濾組件可以被桿推入芯部組件的內部，然后密封到芯部組件，或者在旁通閥安裝(如螺紋連接)到芯部組件上時密封到外殼組件。在圖I所示的實施例中，機械聯(lián)結結構63可以包括大致T形的聯(lián)結元件，如圖2所示。聯(lián)結元件63可以包括桿64，該桿能夠在聯(lián)結元件63的ー個端部處通過螺母65可移除地附接到輔助過濾組件27的封閉端蓋61。或者，該桿可以永久性地附接到封閉端蓋。在聯(lián)結元件63的另ー個端部處，從桿64垂直地延伸的橫向部件66可以永久性地或可移除地配合到旁通閥26，如配合到靜止外部套筒53敞開端部。橫向部件66可以以各種方式構造為允許未過濾的流體流過旁通閥26，通過橫向部件66而流到輔助過濾組件27。在操作中，未過濾的流體可以經由外殼組件11中的入口 15而引入到過濾設備10中，沿著外殼組件11的內部14中的流動路徑，穿過過濾裝置12，在該處流體可以被過濾。例如,未過濾的流體可以被引入到集管22中的入口 15中，沿著集管22中的入口通道，而到殼體20和過濾裝置12之間的環(huán)形空間以及覆蓋件21和過濾裝置12之間的空間。在旁通閥26處于閉合位置的情況下，未過濾的流體然后從外到內穿過主要過濾裝置24的過濾器40，在該處過濾介質從未過濾的流體中去除雜質。然后，過濾的流體可以沿著流體流動路徑從過濾裝置12引導至外殼組件11中的出ロ 16，并且從過濾設備10引導出去。例如，過濾的流體可以從主要過濾組件24穿過穿孔芯部30并且進入可重復使用的芯部組件23的內部32。在圖I所示的實施例中，過濾的流體然后可以穿過輔助過濾組件27，如從外到內穿過過濾器60而進入輔助過濾組件27的內部。因為輔助過濾組件27的過濾介質比主要過濾組件24的過濾介質粗糙，所以過濾的流體容易穿過輔助過濾組件27并且輔助過濾組件27在很大程度上保持不被淤塞。過濾的流體可以從輔助過濾組件27的內部穿過輔助過濾組件27的出ロ(如敞開端蓋62)，穿過可重復使用的芯部組件23的出口(如靠近集管22的敞開座部部件36)，并且沿著集管22中的出ロ通道到達外殼組件11中的出口 16。在主要過濾組件24變得充分地淤塞之后，或者在冷啟動期間，主要過濾組件24兩側的壓差可能變得不適當?shù)卮蠛?或流過主要過濾組件24的流體可能變得不足夠小。在這個預定壓差下，旁通閥26可以抵抗彈簧52的力而打開，未過濾的流體可以圍繞或繞過主要過濾組件24流動，從而從覆蓋件21和過濾裝置12之間的空間流過打開的旁通閥26并且進入可重復使用的芯部組件23的內部32。然后，未過濾的流體可以穿過輔助過濾組件27，如從外到內穿過過濾器60，在該處，過濾介質(如較粗糙的過濾介質)可以在延長的時間段內去除至少較大的雜質，否則該較大的雜質可能損壞流體系統(tǒng)的在過濾裝置12下游的 組成部件。過濾的流體可以從輔助過濾組件27的內部被引導至外殼組件11的出口 16并且從過濾設備10被引導出去。在一段時間之后，過濾設備11可以臨時停止使用，并且可以快速且容易地更換主要過濾組件24。例如，可以從殼體20移除覆蓋件21，或者可以從集管22移除具有覆蓋件21的殼體20，以允許觸及過濾裝置12。然后，淤塞的主要過濾組件24可以沿著穿孔芯部30的外部表面31從可重復使用的芯部組件23軸向地滑落。主要過濾組件24可以沿著可重復使用的芯部組件23的外部表面31在第一位置和第二位置之間移動。在第一位置中，主要過濾組件24的端蓋44、45可以靠著可重復使用的芯部組件23的端部(如座部35、36)進行密封，并且主要過濾組件24的內部表面41 (如過濾器40的內部表面41)可以緊鄰可重復使用的芯部組件23的外部表面31(如穿孔芯部30的外部表面31)。在第二位置中，可以從可重復使用的芯部組件23移除主要過濾組件24。然后，新的主要過濾組件24可以沿著芯部30的外表面31軸向地滑到可重復使用的芯部組件23上，直到主要過濾組件24的端蓋44、45靠著可重復使用的芯部組件23的座部35、36密封。無論何時更換主要過濾組件24，或者在其它維護間隔期間，還可以移除和檢查旁通組件25。例如，可以從可重復使用的芯部組件23移除(如擰下)旁通閥26，并且從可重復使用的芯部組件的內部32拉動該旁通閥26，同時從芯部組件23的內部32拉動所有的旁通閥26、機械聯(lián)結結構63 (如聯(lián)結元件)和輔助過濾組件27。旁通組件25可以沿著可重復使用的芯部組件23的內部32 (如芯部30的內部32)在第一位置和第二位置之間移動。在第一位置中，旁通組件25的至少一部分(如輔助過濾組件27、機械聯(lián)結結構63和旁通閥26的一部分)可以處于可重復使用的芯部組件23的內部32 (如穿孔芯部30的內部32)中。在第二位置中，可以從可用的芯部組件23移除旁通組件25。如果輔助過濾組件為一次性過濾組件，那么其可以在機械聯(lián)結結構的端部處進行更換。然而，對于許多實施例，輔助過濾組件27可以是可重復使用的過濾組件，并且可以檢查和清潔輔助過濾組件27以及旁通閥26。然后，清潔的或更新的旁通組件25可以重新安裝在可重復使用的芯部組件23的內部32中。例如，旁通組件26可以插入到芯部組件23的內部32中，其中輔助過濾組件27的敞開端蓋62面向集管22。隨著旁通閥26插入到芯部組件23中且安裝(如螺紋連接)到芯部組件23，輔助過濾組件27的敞開端蓋62可以被迫通過機械聯(lián)結結構63 (如聯(lián)結元件)而與芯部組件23或外殼組件11密封接合。在重新安裝了主要和輔助過濾組件的情況下，過濾設備10可以恢復使用。雖然參考若干實施例描述和/或圖示了本發(fā)明的多個方面，但是本發(fā)明并不限于這些實施例。例如，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，這些實施例的一個或多個特征可以去除或進行修改，或者一個實施例的一個或多個 特征可以與另一個實施例的一個或多個特征組合。甚至具有極為不同的特征的實施例也可以處于本發(fā)明的范圍內。例如，可以去除機械聯(lián)結結構，并且通過例如螺紋、螺栓或焊接永久性地或可移除地直接連接旁通閥和輔助過濾組件，旁通閥可以機械地連接到輔助過濾組件。作為另外一種選擇或除此之外，旁通組件可以被構造為輔助過濾組件在旁通流體流動路徑中定位在旁通閥的上游。圖3中所示的過濾裝置12的實施例是可以具有這些特征中ー個或兩個的許多實例中的ー個。圖3中所示的過濾裝置12的許多組成部件可以與圖I中所示的過濾裝置12的組成部件類似，并且類似的組成部件采用相同的附圖標記。在圖3的實施例中，主要過濾組件24能夠再次圍繞穿孔芯部30的外部31可移除地安裝到可重復使用的芯部組件23，并且旁通組件25能夠至少部分地在芯部組件23的內部32中再次可移除地安裝到可重復使用的芯部組件23。例如，更靠近覆蓋件(未示出)的座部部件35可以螺紋連接或螺栓連接到旁通組件26(如旁通閥26)。然而，旁通組件25可以包括旁通閥26，該旁通閥26永久性地或可移除地直接機械連接到輔助過濾組件27。另夕卜，輔助過濾組件27可以在旁通流動路徑中定位在旁通閥26的上游。例如，輔助過濾組件27可以至少部分地定位在覆蓋件和過濾裝置12之間的空間中，其中輔助過濾組件27的封閉端蓋61面向覆蓋件。輔助過濾組件27的敞開端蓋62可以例如在靜止閥本體50 (如靜止外部套筒53)處永久性地或可移除地直接機械連接到旁通閥26。靜止閥本體50(如靜止外部套筒53)可以敞開端部，該敞開端部與輔助過濾組件27的敞開端蓋62流體連通。靜止閥本體50 (如靜止外部套筒53)還可以包括與閥本體50的敞開端部沿軸向間隔開的側開ロ 70?？蓜娱y構件51 (如可動內部套筒55)可以通過封閉端部部件71在靜止閥本體50的敞開端部附近將端部封閉?？蓜娱y構件51 (如可動內部套筒55)的封閉端部部件71可以在靜止閥本體50的敞開端部和側開ロ 71之間通過彈簧52的カ靠著靜止閥本體50 (如靜止外部套筒53)進行密封。圖3的實施例以與之前所述的圖I的實施例相同的方式進行操作。然而，當旁通閥26閉合且未過濾的流體經由入口(未示出)進入過濾器外殼(未示出)的內部時，未過濾的流體穿過殼體(未示出)和過濾裝置12之間的環(huán)形空間以及覆蓋件下方的空間，然后從外到內穿過輔助過濾組件27，從而以過濾的流體填充輔助過濾組件27的內部。在旁通閥26處于閉合位置的情況下，輔助過濾組件27中的流體保持在輔助過濾組件27內部，而未過濾的流體穿過主要過濾組件24。當主要過濾組件24變得重復淤塞，或者在冷啟動期間，包括封閉端部部件71的可動閥構件51 (如可動內部套筒55)沿軸向移動，從而打開旁通閥26。然后，未過濾的流體通過第一流動圍繞或繞過主要過濾組件24流過輔助過濾組件27，在該處該流體被過濾。例如，未過濾的流體可以從覆蓋件下方的空間從外到內流過輔助過濾組件27的過濾器60，在該處，中空過濾器60的過濾介質過濾流體。過濾的流體從輔助過濾組件27的內部流過輔助過濾組件27的敞開端蓋62并且流過打開的旁通閥26 (如靜止外部套筒55的敞開端部和側開ロ 70)，進入可重復使用的芯部組件23的內部32，然后流到外殼組件的出口(未示出)。在圖3的實施例中更換主要過濾組件24與在圖I的實施例中更換主要過濾組件24類似。對輔助過濾組件27的維護可以是不同的或者可以是相同的。例如，在圖3的實施例中，在移除了覆蓋件或具有覆蓋件的殼體的情況下，可以立即觸及輔助過濾組件27的外部。因此，在不從可重復使用的芯部組件27移除旁通組件25的情況下可以清潔或更換輔助過濾組件27。旁通閥26可以不用太頻繁地從可重復使用的芯部組件的內部32移除、進行檢查和清潔，原因是其通常沒有暴露于未過濾的流體。在本發(fā)明的范圍內的實施例的另ー個實例中，過濾裝置可以包括輔助過濾器，該輔助過濾器布置成引導流體的旁通流動從內到外穿過輔助過濾器元件。例如，旁通組件可以包括旁通閥和輔助過濾組件，該輔助過濾組件在旁通流體流動路徑中定位在旁通閥的下 游。然而，輔助過濾組件的敞開端蓋可以密封到旁通閥的敞開下游端部(如靜止外部套筒的敞開下游端部)。當旁通閥打開時，未過濾的流體穿過旁通閥，然后通過敞開端蓋直接進入輔助過濾組件的內部。未過濾的流體從輔助過濾組件的內部從內到外穿過中空過濾器的過濾介質(如較粗糙的介質和/或多孔金屬介質)，在該處流體被過濾。然后，過濾的流體進入可重復使用的芯部組件的內部并且經由出口離開過濾設備。該實施例的旁通閥和輔助過濾組件可以以各種方式機械地連接。例如，它們可以通過機械聯(lián)結結構進行連接。例如，桿可以從輔助過濾組件的封閉端蓋延伸至旁通閥的封閉端部部件，穿過輔助過濾組件和旁通閥的內部。例如，桿的ー個端部可以例如通過螺紋或焊接永久性地或可移除地連接到封閉端蓋。桿的另一個端部可以通過螺紋連接。桿的螺紋端部可以插入到旁通閥的內部中，穿過旁通閥的敞開下游端部，并且通過螺紋連接到旁通閥的封閉端部部件中的匹配螺紋，從而將輔助過濾組件的敞開端蓋連結到旁通閥的敞開下游端部。旁通閥的敞開下游端部和輔助過濾組件的敞開端蓋之間的密封件(如襯墊)可以將這兩個部件彼此密封?；蛘?，旁通閥和輔助過濾組件可以彼此直接機械地連接。例如，輔助過濾組件的端蓋和旁通閥的敞開端部可以被構造為具有螺紋連接或者具有配合和匹配龍頭。本文所引用的所有參考文獻，包括公開、專利申請和專利，通過參考并入本文，就像每篇參考文獻単獨地且具體地通過參考而并入且其全文列在本文中。在描述本發(fā)明的內容中(尤其是在以下權利要求的內容中)使用術語“一”和“該”以及類似表達被認為是覆蓋單數(shù)和復數(shù)形式，除非文中另有說明或者明顯與內容相矛盾。術語“包括”、“具有”、“包含”和“含有”被認為是開放性的術語(即意思是“包括但不限干”)，除非另有說明。本文中數(shù)值范圍的描述僅僅是用作単獨參考落在范圍內的每個單獨值的簡化方法，除非本文另外指明，并且每個單獨的值并入到說明中就像其在本文中被単獨引用。本文所述的所有方法可以以任何合適的順序進行，除非本文另外指明，或者明顯與內容矛盾。本文所提供的任何和所有實例或示例性語言(如“例如”)的使用僅僅只是為了更好地闡明本發(fā)明，并且不是對本發(fā)明的范圍的限制，除非另外指明。說明書中的語言不應當被認為是表明任何未提及的元件對本發(fā)明的實施是必要的。
本文已經描述了本發(fā)明的若干實施例，并且在閱讀前述說明的情況下進一步的變化對本領域普通技術人員而言是明顯的。發(fā)明人期望技術人員適當?shù)夭捎眠@樣的變化，并且發(fā)明人期望以除了本文具體描述以外的方式來實施本發(fā)明。因此，本 發(fā)明包括法律所允許的所附權利要求中引用的主題的所有變化、修改和等效。此外，上述元件在其所有可能變化中的任何組合都被本發(fā)明所涵蓋，除非本文另外指明，或者明顯與內容矛盾。
權利要求
1.一種過濾裝置，其包括 可重復使用的芯部組件，所述可重復使用的芯部組件具有軸線以及第一端部和第二端部，并且包括中空穿孔芯部，所述中空穿孔芯部具有外部表面和內部； 第一過濾組件，所述第一過濾組件圍繞所述可重復使用的芯部組件可移除地安裝在所述芯部的所述外部表面上，其中所述第一過濾組件包括具有過濾介質、內表面和相對端部的中空過濾器以及所述過濾器的每個端部處的端蓋，所述第一過濾組件能夠沿著所述芯部的所述外部表面在第一位置和第二位置之間軸向地移動，在所述第一位置中，所述第一過濾組件的所述端蓋密封到所述可重復使用的芯部組件的端部并且所述第一過濾組件的所述內部表面緊鄰所述芯部的所述外部表面，在所述第二位置中，所述第一過濾組件從所述可重復使用的芯部組件移除；以及 旁通組件，所述旁通組件至少部分地定位在所述可重復使用的芯部組件的所述芯部的所述內部，其中所述旁通組件包括旁通閥和機械地連接到所述旁通閥的第二過濾組件，所述旁通組件能夠沿著所述芯部的所述內部在第一位置和第二位置之間軸向地移動，在所述第一位置中，所述旁通組件的至少一部分處于所述芯部的所述內部中，在所述第二位置中，所述旁通組件從所述可重復使用的芯部組件移除。
2.根據(jù)權利要求I所述的過濾裝置，其中所述第二過濾組件的過濾介質比所述第一過濾組件的過濾介質粗糙。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的過濾裝置，其中所述可重復使用的芯部組件的所述第一端部和所述第二端部包括安裝到所述穿孔芯部的端部部件，每個端部部件具有座部，并且其中所述第一過濾組件的所述端蓋密封到所述可重復使用的芯部組件的所述座部。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的過濾裝置，其中所述第一過濾組件包括基本上不具有金屬成分的一次性過濾組件。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的過濾裝置，其中所述旁通組件安裝到所述可重復使用的芯部組件。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的過濾裝置，其中所述旁通組件還包括機械聯(lián)結結構，所述機械聯(lián)結結構機械地連接所述旁通閥和所述第二過濾組件。
7.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的過濾裝置，其中所述旁通閥和所述第二過濾組件彼此直接機械連接。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的過濾裝置，其中所述旁通閥包括靜止外部套筒、定位在所述靜止外部套筒內的可動內部套筒以及將所述可動內部套筒朝向閉合位置偏壓的彈黃。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的過濾裝置，其中所述旁通閥可移除地安裝到所述可重復使用的芯部組件。
10.ー種過濾設備，其包括 過濾裝置，所述過濾裝置包括可重復使用的芯部組件、第一過濾組件和旁通組件，其中所述可重復使用的芯部組件包括軸線、中空穿孔芯部以及第一座部和第二座部，所述芯部具有外部表面、內部和相對端部，并且所述座部定位在所述芯部的端部處，其中所述第一過濾組件圍繞所述可重復使用的芯部組件可移除地安裝在所述芯部的所述外部表面上，并且包括具有過濾介質、內部表面和相對端部的中空過濾器以及安裝到所述過濾器的端部處的第一端蓋和第二端蓋，所述第一過濾組件能夠沿著所述芯部的所述外部表面在第一位置和第二位置之間軸向地移動，在所述第一位置中，所述第一過濾組件的所述端蓋密封到所述可重復使用的芯部組件的所述座部并且所述第一過濾組件的所述內部表面緊鄰所述芯部的所述外部表面，在所述第二位置中，所述第一過濾組件從所述可重復使用的芯部組件移除，并且其中所述旁通組件至少部分地在所述芯部的所述內部中安裝到所述可重復使用的芯部組件，并且包括旁通閥和機械地連接到所述旁通閥的第二過濾組件，所述旁通組件能夠沿著所述芯部的所述內部在第一位置和第二位置之間軸向地移動，在所述第一位置中，所述旁通組件的至少一部分處于所述芯部的所述內部中，在所述第二位置中，所述旁通組件從所述可重復使用的芯部組件移除，以及 外殼組件，所述外殼組件具有內部、入口和出口，所述入口和所述出口限定了穿過所述外殼組件的所述內部的流體流動路徑，其中所述過濾裝置在所述流體流動路徑中設置在所述外殼組件的所述內部中，并且所述可重復使用的芯部組件安裝到所述外殼組件。
11.根據(jù)權利要求10所述的過濾設備，其中所述第二過濾組件的過濾介質比所述第一過濾組件的過濾介質粗糙。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的過濾設備，其中所述外殼組件包括具有所述入口和所述出口的集管。
13.根據(jù)權利要求10-12中任ー項所述的過濾設備，其中所述外殼組件還包括殼體，所述殼體可移除地安裝到所述集管并且圍繞所述過濾裝置。
14.根據(jù)權利要求10-13中任ー項所述的過濾設備，其中所述旁通組件還包括機械聯(lián)結結構，所述機械聯(lián)結結構機械地連接所述旁通閥和所述第二過濾組件。
15.根據(jù)權利要求10-13中任ー項所述的過濾設備，其中所述旁通閥和所述第二過濾組件彼此直接機械連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種過濾設備，其包括外殼組件和安裝在外殼組件中的過濾裝置。過濾裝置包括可重復使用的芯部組件、圍繞可重復使用的芯部組件的外部可移除地安裝的第一過濾組件以及至少部分地在芯部組件的內部中可移除地安裝到可重復使用的芯部組件的旁通組件。旁通組件包括機械地連接到第二過濾組件的旁通閥。
文檔編號B01D46/24GK102784506SQ20121015650
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權日2011年5月18日
發(fā)明者J·勃蘭特, R·謝爾齊 申請人:帕爾公司