本申請要求于2014年7月17日提交的發(fā)明名稱為“FILTERCARTRIDGEINTERFACE(濾芯接口)”、申請?zhí)枮?508/CHE/2014的印度臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，該印度臨時專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文并用于所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及具有兩個過濾元件濾芯的潤滑過濾系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：內(nèi)燃機一般包括使?jié)櫥瑒?例如，油)循環(huán)流動到發(fā)動機各個部件的潤滑系統(tǒng)。在使用期間，潤滑劑在整個發(fā)動機內(nèi)再循環(huán)流動。在再循環(huán)流動期間，潤滑劑可能會從發(fā)動機的各部件帶走污垢和碎屑。因此，許多潤滑系統(tǒng)包括過濾系統(tǒng)。過濾系統(tǒng)通常使?jié)櫥瑒┐┻^具有過濾介質(zhì)的過濾元件。為了使?jié)櫥到y(tǒng)性能最大化，過濾元件應(yīng)提供低流量限制、長壽命和高效率。然而，這些理想特性彼此互相矛盾并且通常無法使用單個過濾元件來實現(xiàn)。例如，高效率的過濾元件(例如，捕獲高百分比的污垢和碎屑的過濾元件)通常導(dǎo)致高于期望的流量限制。因此，使用單個過濾元件可能不能為潤滑系統(tǒng)提供期望的過濾特性。技術(shù)實現(xiàn)要素：一個實施例涉及過濾單元。上述過濾單元包括具有放置在第一端蓋和第二端蓋之間的第一過濾介質(zhì)的第一濾芯。上述過濾單元還包括具有放置在第三端蓋和第四端蓋之間的第二過濾介質(zhì)的第二濾芯。上述過濾單元包括放置在上述第二端蓋和上述第三端蓋之間的插入件，從而通過卡扣連接來連接上述第一濾芯和上述第二濾芯。另一個實施例涉及用于連接兩個濾芯的插入件。上述插入件包括限定中心開孔的圓柱形壁、在相對于上述中心開孔的上述圓柱形壁上的多個周緣脊部、上倒鉤和下倒鉤。上述插入件還包括放置在上述上倒鉤和上述多個周緣脊部之間的第一凹部。上述插入件包括放置在上述下倒鉤和上述多個周緣脊部之間的第二凹部。這些和其他特征及其組織和操作方式將由以下詳細描述結(jié)合附圖而變得顯而易見。附圖說明圖1是根據(jù)一個示例性實施例的濾芯的立體圖。圖2和圖3是組裝在外殼中的圖1的濾芯的橫截面視圖。圖4是圖1的插入件的立體圖。圖5是圖1的插入件的俯視立體圖。圖6是圖1的插入件的橫截面視圖。圖7是圖1的插入件在如圖6中標記的部分B處的放大橫截面視圖。圖8是圖1的插入件在如圖6中標記的部分C處的放大橫截面視圖。圖9是連接到各端蓋的圖1的插入件的橫截面視圖。圖10是圖1的安裝在插入件上的端蓋的立體圖。圖11是圖1的部分安裝在插入件上的兩個端蓋的立體圖。圖12、圖13和圖15-20是根據(jù)示例性實施例的各插入件的具體構(gòu)造的視圖。圖14是安裝圖12和圖13的插入件所需的安裝力的曲線圖。圖21是根據(jù)一個示例性實施例的插入件的橫截面視圖。圖22是安裝插入件所需的安裝力的曲線圖。圖23是根據(jù)一個示例性實施例的插入件的橫截面視圖。圖24是根據(jù)一個示例性實施例的插入件的橫截面視圖。具體實施方式總體參照各附圖，對用于潤滑系統(tǒng)的過濾系統(tǒng)進行描述。在某些布置中，上述過濾系統(tǒng)用于內(nèi)燃機的潤滑系統(tǒng)。上述過濾系統(tǒng)包括由插入件連接的開放式全流量過濾元件和精細過濾元件。上述全流量過濾元件提供低限制和長壽命。上述精細過濾元件提供高效率。盡管以這種方式布置的兩個過濾元件將不會在單程上對潤滑劑進行過濾，但是由于潤滑劑在潤滑系統(tǒng)中再循環(huán)流動，潤滑劑將最終流過兩個過濾元件。上述插入件連接(例如，通過卡扣連接、螺紋旋轉(zhuǎn)連接等)上述全流量過濾元件和上述精細過濾元件。此外，上述插入件對上述兩個過濾元件之間的接口進行密封。上述插入件連接到兩個端板——每個過濾元件一個。參照圖1，示出了根據(jù)一個示例性實施例的濾芯100的立體圖。濾芯100包括兩個過濾元件：第一過濾元件102和第二過濾元件104。第一過濾元件102包括放置在第一端蓋108和第二端蓋110之間的第一過濾介質(zhì)106。第二過濾元件104包括放置在第三端蓋114和第四端蓋116之間的第二過濾介質(zhì)112。各端蓋108、110、114和116可以是復(fù)合端蓋。在某些布置中，第一過濾介質(zhì)106是開放式全流量過濾介質(zhì)，第二過濾介質(zhì)112是精細過濾介質(zhì)。如圖1所示，第一過濾元件102具有比第二過濾元件104更長的軸向長度。因此，第一過濾介質(zhì)106具有比第二過濾介質(zhì)112更大的表面積。在可選布置中，第一過濾元件102具有與第二過濾元件104相同或者比第二過濾元件104更短的軸向長度。參照圖2和3，示出了組裝的過濾單元200的橫截面視圖，組裝的過濾單元200包括容納在外殼202內(nèi)的安裝位置中的濾芯100。第一過濾元件102通過放置在第二端蓋110和第三端蓋114之間的插入件204聯(lián)接到第二過濾元件104。濾芯100被放置在外殼202的封閉底部處的支承彈簧204和外殼202的開放頂部處的螺母板206之間。外殼202的頂部包括將螺母板206保持就位的接收通道208。下密封件210被放置在螺母板206和第一端蓋108之間。上密封件212被放置在外殼202的頂部。上密封件212由形成接收通道208的外殼202中的唇緣保持。螺母板206包括內(nèi)螺紋214，使得過濾單元200可以附接到過濾器頭(未示出)的匹配的外螺紋。端蓋108、110、114和116中的每個端蓋在過濾元件106和112的相應(yīng)端部上進行密封，以防止?jié)櫥瑒┩ㄟ^過濾元件106和112的端部流出。第一端蓋108是開放端蓋，使得下密封件210的一部分可以環(huán)繞第一端蓋108的一部分。第二端蓋110和第三端蓋114是開放端蓋并且可移除地聯(lián)接到插入件204，從而將第一過濾元件106連接到第二過濾元件112。第二端蓋110和第三端蓋114各自與插入件204形成卡扣連接。上述卡扣連接也密封每個端蓋的內(nèi)表面到插入件204的外表面，如以下進一步詳細描述。第二端蓋110和第三端蓋114可以各自具有在插入件204上延伸的唇緣。在可選布置中，第二端蓋110和第三端蓋114是內(nèi)螺紋的，使得上述內(nèi)螺紋與插入件204上的外螺紋匹配。第四端蓋204是封閉端蓋。當過濾單元200附接到上述過濾器頭時，待過濾的潤滑劑沿著圖2中的箭頭所指示的路徑流動。因此，潤滑劑通過螺母板206中的開孔流入形成在外殼202與過濾元件106和112的臟側(cè)之間的腔216中。上述潤滑劑然后穿過過濾元件106和112并通過下密封件210中的中心開孔218從上述外殼中流出，使得過濾后的潤滑劑流回到過濾器頭中進行再循環(huán)流動。參照圖4至圖9，示出了插入件204的附加視圖。圖4示出了插入件204的立體圖。圖5示出了插入件204的俯視立體圖。圖6示出了插入件204的橫截面視圖。圖7示出了插入件204在部分B處的放大橫截面視圖。圖8示出了插入件204在部分C處的放大橫截面視圖。圖9示出了當插入件204連接到第二端蓋110和第三端蓋114時的橫截面視圖。插入件204包括圓柱形開孔402。圓柱形開孔402在第一過濾元件102和第二過濾元件104之間提供了清潔潤滑劑的流動路徑。圓柱形開孔402由圓柱形壁404形成。圓柱形壁404為通過插入件204聯(lián)接第一過濾元件102和第二過濾元件104形成的濾芯100提供柱強度(columnstrength)。當連接到第一和第二過濾元件102和104時(例如，如圖2所示)，上述插入件對齊第一和第二過濾元件102和104，以在外殼202內(nèi)進行適當定位。此外，由彈簧204提供的彈簧力協(xié)助在組裝后將第一和第二過濾元件102和104壓(例如，保持過濾元件102和104連接)到插入件204上。插入件204包括形成在圓柱形壁404的外側(cè)(圓柱形壁404的與開孔402相對的一側(cè))上的多個周緣脊部406。多個周緣脊部406用作插入件204和端蓋110和114的內(nèi)表面之間的密封環(huán)(例如，如圖9所示)。在某些布置中，多個周緣脊部406與端蓋110和114的內(nèi)表面上的棘爪(detent)接合以形成上述密封并協(xié)助插入件204與端蓋110和114之間的卡扣連接將第一和第二過濾元件102和104連接并鎖定在一起。在其他布置中，各脊部406成角度以在圓柱形壁404上形成外螺紋。在這種布置中，端蓋110和114可以具有匹配的螺紋，使得端蓋110和114可以被旋到插入件204上以連接和密封第一和第二過濾元件102和104。仍參照圖4至圖9，插入件204包括相對的周緣凹部602和604。每個凹部602和604形成在多個周緣脊部406與上倒鉤和下倒鉤606和608之間的圓柱形壁404中。多個周緣脊部406從圓柱形壁404的表面延伸的距離比上倒鉤和下倒鉤606和608更大。相對的周緣凹部602和604沿著圓柱形壁404的相對端部放置。多個周緣脊部406被放置在相對的周緣凹部602和604之間。如圖9所示，當?shù)诙松w110連接到插入件204時，第一周緣凹部602接收第二端蓋110的一部分902。當?shù)谌松w114連接到插入件204時，第二周緣凹部604接收第三端蓋114的一部分904。各端蓋110和114的各部分902和904通過各倒鉤606和608被保持在周緣凹部604中。各周緣凹部602和604以及各倒鉤606和608接收各端蓋110和114的各部分902和904，以在插入件204與各端蓋110和114之間形成卡扣連接。在第一過濾元件102、第二過濾元件104與插入件204之間形成的連接通過各周緣脊部406在第一過濾元件102和第二過濾元件104之間提供密封。實際上，通過成對的周緣脊部406在插入件204與各端蓋110和114中的每個端蓋之間形成兩個密封。形成的密封消除了在接口處額外的密封構(gòu)件或粘合劑(例如，膠水或環(huán)氧樹脂)的需要，從而避免了粘合劑或密封物向下游放出并導(dǎo)致潤滑系統(tǒng)內(nèi)的問題的風(fēng)險。通過各周緣脊部406與各端蓋110和114之間的相互作用實現(xiàn)了密封。圖10示出了至少部分地安裝在插入件204上的第三端蓋114的立體圖。圖11示出了部分地安裝在插入件204上的第三端蓋114和第二端蓋110的立體圖。當?shù)诙偷谌松w110和114被全部安裝在插入件204上時，第二和第三端蓋110和114之間的間隙被最小化。上述插入件204可以完全或基本上由金屬、塑料、環(huán)氧樹脂、塑料溶膠或另一種合適的材料構(gòu)成。插入件204可以使用現(xiàn)有的制造工藝來制造，以避免新的機器和加工成本。在使用過濾單元200期間，插入件204的材料在流體條件下不會劣化。此外，因為插入件204連接第一和第二過濾元件102和104并且在沒有附加部件的情況下形成密封，所以第一和第二過濾元件102和104可以在常規(guī)的旋轉(zhuǎn)(spin-on)生產(chǎn)線上生產(chǎn)，從而降低制造成本和加工時間?？蛇x地，第一和第二過濾元件102和104是模塊化的過濾元件。上述插入件204可以利用不同形狀的周緣脊部406來實現(xiàn)對各端蓋110和114的各部分902和904的不同密封特性。如下面關(guān)于圖12-20所述，描述了插入件204的各種具體構(gòu)造。參照圖12和13，示出了根據(jù)一個示例性實施例的插入件1200的橫截面視圖和側(cè)視圖。插入件1200通常具有與插入件204相同的形狀和構(gòu)造。如上面關(guān)于插入件204的描述，插入件1200可以用于將第一過濾元件102連接到第二過濾元件104，同時在第一過濾元件102和第二過濾元件104之間提供清潔潤滑劑的流動路徑。插入件204與插入件1200之間的顯著差異在于插入件1200具有不同的周緣脊部布置。插入件1200包括四個周緣脊部1202。每個周緣脊部1202具有大致三角形形狀(即，鋸齒形狀)。每個周緣脊部1202從插入件1200的外壁1206延伸一高度1204。插入件1200在圓柱形開孔1210(例如，類似于插入件204的圓柱形開孔402)與外壁1206之間具有厚度1208。每個周緣脊部1202具有距離插入件1200的中心軸線1214的總脊部高度1212。在某些布置中，最上面的一對脊部具有51.69mm的總脊部高度，最下面的一對脊部具有51.8mm的總脊部高度。在這種布置中，相鄰的脊部1202之間的距離1302為3mm，最上面的脊部或最下面的脊部與硬停止部(hardstop)1306之間的距離為3mm。如上所述，插入件1200被制造成具有關(guān)于各周緣脊部1202的不均勻厚度。各周緣脊部1202被設(shè)計成在200psi(例如，300psi的清潔側(cè)流體壓力和100psi的臟側(cè)流體壓力)的壓差下維持密封。然而，每個脊部的相對短的高度1204提供了高脊部剛度。上述高脊部剛度需要高安裝力。上述高安裝力會在安裝期間導(dǎo)致各端蓋110和114的各部分902和904處的屈服(yielding)超過端蓋110和114的屈服強度。圖14示出了在將第一過濾元件102和第二過濾元件104安裝到插入件1200期間所需的安裝力的曲線圖1400。如曲線圖1400所示，將第一和第二過濾元件102和104安裝到插入件1200上需要大約450N的安裝力，這會因為由各周緣脊部1202引起的高徑向力而導(dǎo)致端板110和114的屈服。參照圖15和16，示出了根據(jù)一個示例性實施例的插入件1500的橫截面視圖。插入件1500通常具有與插入件204和插入件1200相同的形狀和構(gòu)造。如上面關(guān)于插入件204和1200的描述，插入件1500可以用于將第一過濾元件102連接到第二過濾元件104，同時在第一過濾元件102和第二過濾元件104之間提供清潔潤滑劑的流動路徑。插入件204和1200與插入件1500之間的顯著差異在于插入件1500具有不同的周緣脊部布置。插入件1500包括與插入件1200的周緣脊部1202具有相似形狀的四個周緣脊部1502。然而，插入件1500的厚度1504小于插入件1200的厚度1208。較小的厚度1504有助于避免塑料制造缺陷。在某些布置中，最上面的一對脊部1502的總脊部高度1602為51mm，最下面的一對脊部1504的總脊部高度1604為51.1mm。在這種布置中，相鄰的脊部1502之間的距離1606為3mm，最上面的脊部或最下面的脊部與硬停止部1610之間的距離1608為3mm。較小的厚度1504導(dǎo)致插入件1500具有高度1506大于插入件1200的脊部1202的高度1208的脊部1502。較大的高度1506導(dǎo)致插入件1500具有比插入件1200更柔性的周緣脊部1502，這導(dǎo)致與插入件1200相比所需的安裝力較低。然而，更柔性的周緣脊部1502對各端板110和114產(chǎn)生的密封比插入件1200的周緣脊部1202更弱。參照圖17和18，示出了根據(jù)另一個示例性實施例的插入件1700的橫截面視圖。插入件1700通常具有與上述的插入件204、1200和1500相同的形狀和構(gòu)造。如上面關(guān)于插入件204、1200和1500的描述，插入件1700可以用于將第一過濾元件102連接到第二過濾元件104，同時在第一過濾元件102和第二過濾元件104之間提供清潔潤滑劑的流動路徑。插入件204、1200和1500與插入件1700之間的顯著差異在于插入件1700具有不同的周緣脊部布置。插入件1700包括具有梯形形狀的四個周緣脊部1702。上述梯形形狀在周緣脊部1702與各端板110和114之間提供比插入件1200和1500的三角形或鋸齒形狀的脊部更好的密封。在某些布置中，最上面的一對脊部1702的總脊部高度1802為51.15mm，最下面的一對脊部1702的總脊部高度1804為51.2mm。在這種布置中，相鄰的脊部1702之間的距離1806為3mm，最上面的脊部或最下面的脊部與硬停止部1810之間的距離1808為3mm。所述布置可以在插入件1700與各端板110和114之間提供高達150psi的密封。參照圖19和20，示出了根據(jù)又一個示例性實施例的插入件1900的橫截面視圖。插入件1900通常具有與上述的插入件204、1200、1500和1700相同的形狀和構(gòu)造。如上面關(guān)于插入件204、1200、1500和1700的描述，插入件1900可以用于將第一過濾元件102連接到第二過濾元件104，同時在第一過濾元件102和第二過濾元件104之間提供清潔潤滑劑的流動路徑。插入件204、1200、1500和1700與插入件1900之間的顯著差異在于插入件1900具有不同的周緣脊部布置。插入件1900包括具有梯形形狀的四個周緣脊部1902。如上所述，上述梯形形狀在周緣脊部1902與各端板110和114之間提供比插入件1200和1500的三角形或鋸齒形狀的脊部更好的密封。在某些布置中，最上面的一對脊部1902的總脊部高度2002為51.15mm，最下面的一對脊部1902的總脊部高度2004為51.3mm。在這種布置中，相鄰的脊部1902之間的距離2006為3.5mm，最上面的脊部或最下面的脊部與硬停止部2010之間的距離2008為1.5mm。所述布置可以在插入件1700與各端板110和114之間提供高達200psi(例如，例如，500psi的清潔側(cè)流體壓力和200psi的臟側(cè)流體壓力)的密封。參照圖21，示出了根據(jù)一個示例性實施例的代表性插入件2100的橫截面視圖。插入件2100用于描述各種插入件優(yōu)化參數(shù)。插入件2100具有與上述插入件204、1200、1500、1700和1900類似的布置。因此，插入件211包括四個周緣脊部2102和中心圓柱形開孔1204。各周緣脊部2102被布置在具有外脊部2106o和內(nèi)脊部2106i的上脊部對2106中，以及被布置在具有內(nèi)脊部2108i和外脊部2108o的下脊部對2108中。在這種布置中，各外脊部被布置為在軸向上更靠近圓柱形開孔1204的開孔，各內(nèi)脊部被布置為在軸向上更遠離圓柱形開孔1204的開孔。L1是外脊部與相應(yīng)的硬停止部2110之間的距離。L2是一給定對的脊部中的外脊部與內(nèi)脊部之間的距離?；诟骶嚯x參數(shù)L1和L2，插入件2100的功能可以如下表1所示被優(yōu)化。L1(mm)L2(mm)直徑差范圍(mm)2.51.50.1-0.252.520.1-0.252.52.50.1-0.322.50.1-0.351.52.50.1-0.4表1如上所述，表1的最后一行對應(yīng)于插入件1900。如果給定插入件的直徑差不在表1的指定范圍內(nèi)，上述插入件的周緣脊部將由于各端板110和114上的牽伸而失去與各端板110和114的接觸。當上述周緣脊部失去與各端板110和114的接觸時，為臟液體提供了繞過各過濾元件102和104的泄露路徑。參照圖22，示出了各種插入件布置所需的安裝力的曲線圖2200。如曲線圖2200所示，安裝所需的上述周緣脊部(“齒”)的位移越大，所需的安裝力越高。此外，較大寬度的周緣脊部比窄寬度的周緣脊部需要更大的安裝力。參照圖23，示出了根據(jù)另一個示例性實施例的插入件2300的橫截面視圖。插入件2300類似于插入件204。插入件2300包括形成中心開孔2304的內(nèi)壁2302。插入件2300包括連接內(nèi)壁2302和外壁2308的軸向延伸部2306。內(nèi)壁2302和外壁2308之間的空間形成被軸向延伸部2306分開的兩個分離的通道2310和2312。上通道2310接收第一過濾介質(zhì)2314，下通道2312接收第二過濾介質(zhì)2316。第一過濾介質(zhì)2314是開放式全流量過濾介質(zhì)。第二過濾介質(zhì)2316是精細過濾介質(zhì)。第一和第二過濾介質(zhì)2314和2316通過使用環(huán)氧樹脂固定在各自的通道2310和2312中。參照圖24，示出了根據(jù)又一個示例性實施例的插入件2400的橫截面視圖。插入件2400類似于插入件1200。插入件2400包括形成中心開孔2404的內(nèi)壁2402。插入件2400包括具有形成通道2408的裙部的塑料底部端板2406。扁平密封件2410沿著與通道2408相對的塑料底部端板2406被放置。扁平密封件2410鄰接具有第一過濾介質(zhì)2414的第一過濾元件的底部端蓋2412。第二過濾介質(zhì)2416被接收在通道2408中。第一過濾介質(zhì)2414是開放式全流量過濾介質(zhì)。第二過濾介質(zhì)2416是精細過濾介質(zhì)。如本文所使用的，各術(shù)語“大約”、“約”、“實質(zhì)上”以及類似術(shù)語旨在具有與本公開的主題內(nèi)容所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員通常的和可接受的用法一致的寬泛含義。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀了本公開之后應(yīng)理解，這些術(shù)語旨在允許對所描述和所要求保護的某些特征進行描述，而不是將這些特征的范圍限制到所提供的精確數(shù)值范圍內(nèi)。因此，這些術(shù)語應(yīng)該被解釋為指示所描述和要求保護的主題內(nèi)容的非實質(zhì)性或無關(guān)緊要的修改或變化被認為落入如所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)當指出的是，本文用來描述各種實施例的術(shù)語“示例性”或“實例”旨在表示這類實施例是可行的實例、代表和/或可行實施例的說明(以及這類術(shù)語并不意在暗示這類實施例必需是特別的或最好的實例)。本文所使用的術(shù)語“聯(lián)接”、“連接”等意在表示兩個構(gòu)件相互直接或間接接合。這種接合可以是靜止的(例如永久的)或可移動的(例如可移除的或可釋放的)。這種接合可以由兩個構(gòu)件或兩個構(gòu)件與任意附加的中間構(gòu)件相互整體形成單個整體來實現(xiàn)，或由兩個構(gòu)件或這兩個構(gòu)件和任意附加的中間構(gòu)件相互附接來實現(xiàn)。本文引用的各元件的位置(例如，“頂部”、“底部”、“上”、“下”等)僅僅用于描述附圖中各種元件的定向。應(yīng)當指出的是，各種元件的定向可以根據(jù)其它示例性實施例而有所不同，并且這種變化意欲由本公開所涵蓋。需要特別注意的是，各種示例性實施例的構(gòu)造和布置僅僅是說明性的。盡管只有幾個實施例已在本公開中被詳細描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀了本公開內(nèi)容之后將容易理解，不實質(zhì)上脫離本文描述的主題內(nèi)容的新穎性教導(dǎo)和優(yōu)點的許多修改是可行的(例如，各種元件的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀和比例、參數(shù)值、安裝布置、材料的使用、顏色、定向等的變化)。例如，示為整體形成的各元件可以由多個部件或元件構(gòu)成，各元件的位置可以被互換或以其他方式改變，以及性質(zhì)或分立元件的數(shù)目或位置可以被改變或發(fā)生變化。任何加工步驟或方法步驟的順序或序列可以根據(jù)各可選實施例來改變或重新排序。各種示例性實施例的設(shè)計、操作條件和布置也可以在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)做出其他替換、修改、變化和省略。當前第1頁1 2 3