本申請要求2014年10月13日提交的法國專利申請第1459797號的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，該申請通過引用以其整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及用于在內(nèi)燃發(fā)動機的流體過濾(例如油或燃料過濾)中使用的旋入式過濾器(spin-on filter)。

背景

流體過濾系統(tǒng)用于為裝置提供清潔流體。例如，內(nèi)燃發(fā)動機可以具有多個過濾系統(tǒng)，以為內(nèi)燃發(fā)動機的各種部件提供清潔的燃料、清潔的油和清潔的液壓流體。每個過濾系統(tǒng)通常包括過濾器元件，過濾器元件具有過濾流體的過濾介質(zhì)。一些過濾系統(tǒng)，例如燃料過濾系統(tǒng)和油過濾系統(tǒng)，通常使用旋入式過濾器組件。旋入式過濾器組件容納過濾器元件并且“旋入”到過濾器安裝頭上以將過濾器組件附接到過濾系統(tǒng)。

根據(jù)過濾系統(tǒng)的布置，過濾器元件可以定位在過濾系統(tǒng)的吸入側(cè)(例如，在真空輔助過濾系統(tǒng)中，在泵送待過濾流體的泵的上游等)或者定位在過濾系統(tǒng)的壓力側(cè)(例如，在泵送待過濾的流體的泵的下游)。不同的壓力布置可能需要不同的密封布置。因此，技術(shù)人員經(jīng)常需要保持具有不同密封布置的多種不同的更換過器濾元件，以服務(wù)不同布置的過濾系統(tǒng)。

概述

一個實施方案涉及一種過濾器組件。過濾器組件包括具有開口端和閉合端的殼體。過濾器元件定位在殼體內(nèi)并且構(gòu)造成過濾流體。過濾器組件還包括鄰近殼體的開口端定位的端蓋。端蓋聯(lián)接到過濾器元件的第一端。過濾器組件包括密封件，該密封件聯(lián)接到端蓋并且構(gòu)造成當過濾器組件在安裝位置連接到過濾系統(tǒng)的過濾器安裝頭時將過濾器元件的清潔側(cè)與過濾器元件的臟污側(cè)密封隔離。密封件構(gòu)造成在過濾系統(tǒng)中的吸入側(cè)應(yīng)用和壓力側(cè)應(yīng)用中均密封過濾器安裝頭。

另一個實施方案涉及一種過濾系統(tǒng)。過濾系統(tǒng)包括過濾器安裝頭和過濾器殼體，過濾器安裝頭包括周向凹槽，過濾器殼體通過螺紋連接件聯(lián)接到過濾器安裝頭。過濾器殼體具有開口端和閉合端。過濾器元件定位在殼體內(nèi)并且構(gòu)造成過濾流體。過濾器元件定位在過濾系統(tǒng)內(nèi)的壓力側(cè)應(yīng)用中。過濾系統(tǒng)還包括鄰近殼體的開口端定位的端蓋。端蓋聯(lián)接到過濾器元件的第一端。過濾系統(tǒng)包括聯(lián)接到端蓋并且構(gòu)造成將過濾器元件的清潔側(cè)與過濾器元件的臟污側(cè)密封隔離的密封件。密封件包括至少部分地接合周向凹槽的外部密封脊。流過過濾系統(tǒng)的流體的壓力使外部密封脊抵靠周向槽的外表面彎曲以形成密封。

另一個實施方案涉及一種過濾系統(tǒng)。過濾系統(tǒng)包括過濾器安裝頭和過濾器殼體，過濾器安裝頭包括周向凹槽，過濾器殼體通過螺紋連接件聯(lián)接到過濾器安裝頭。過濾器殼體具有開口端和閉合端。過濾器元件定位在殼體內(nèi)并且構(gòu)造成過濾流體。過濾器元件定位在過濾系統(tǒng)內(nèi)的吸入側(cè)應(yīng)用中。過濾系統(tǒng)還包括鄰近殼體的開口端定位的端蓋。端蓋聯(lián)接到過濾器元件的第一端。過濾系統(tǒng)包括聯(lián)接到端蓋并且構(gòu)造成將過濾器元件的清潔側(cè)與過濾器元件的臟污側(cè)密封隔離的密封件。密封件包括至少部分地接合周向凹槽的外部密封脊。流過過濾系統(tǒng)的流體的壓力使外部密封脊抵靠周向凹槽的內(nèi)表面彎曲以形成密封。

根據(jù)結(jié)合附圖理解時進行的以下的詳細描述，這些特征和其它特征，連同其組織和操作的方式將變得明顯，其中貫穿下文描述的數(shù)個附圖，相同的元件具有相同的編號。

附圖簡述

圖1是根據(jù)示例性實施方案的旋入式過濾器組件的透視圖。

圖2是圖1的過濾器組件的上部部分的橫截面圖。

圖3是安裝在過濾器安裝頭上的圖1的過濾器組件的近視橫截面圖。

圖4是圖1的過濾器組件的近似橫截面圖，該過濾器組件安裝在與圖3中所描述的過濾器頭不同的過濾器安裝頭上。

圖5是根據(jù)另一示例性實施方案的旋入式過濾器組件的橫截面圖。

圖6是安裝在過濾器安裝頭上的圖5的旋入式過濾器組件的橫截面圖。

圖7是圖6的旋入式過濾器組件和安裝頭的近視橫截面圖。

詳細描述

總體上參考附圖，示出和描述了旋入式過濾器組件。過濾器組件旋擰到過濾器安裝頭上。過濾器安裝頭是過濾系統(tǒng)的將待過濾的流體提供給過濾器組件的部分。過濾器組件通過容納在過濾器組件內(nèi)的過濾器介質(zhì)過濾待過濾的流體，并將過濾的流體提供回到過濾器安裝頭。過濾器組件包括密封件，當過濾器組件在安裝位置連接到過濾器安裝頭時，該密封件將過濾器介質(zhì)的清潔側(cè)與過濾器介質(zhì)的臟污側(cè)密封隔離。密封件包括密封脊，密封脊具有長形形狀并且是柔性的使得過濾器組件可以用在過濾系統(tǒng)中的壓力側(cè)應(yīng)用和吸入側(cè)應(yīng)用上。

參考圖1，示出了根據(jù)示例性實施方案的旋入式過濾器組件100的透視圖。過濾器組件100示出為處于非安裝位置(例如，未附接到過濾器安裝頭)。過濾器組件100包括具有開口的頂端和閉合的底端的殼體102。殼體102是具有大致圓柱形形狀的殼狀殼體。殼體102包括在殼體的外表面上并且與開口的頂端相鄰的螺紋段104。如下面進一步詳細描述的，過濾器元件202定位在殼體102內(nèi)。過濾器元件202構(gòu)造成過濾流體(例如，燃料、油、液壓流體、水等)。過濾器元件202的頂端通過聯(lián)接到過濾器元件202的端蓋106的底表面密封。端蓋106鄰近殼體102的開口端定位。端蓋106包括多個周向開口108和中心開口110。過濾器元件202的頂端定位在周向開口108和中心開口110之間，使得穿過過濾器組件100的流體被迫穿過過濾器元件202。在一些布置中，周向開口108是入口開口(例如，接納待過濾的流體的開口)，并且中心開口110是出口開口(例如，向諸如內(nèi)燃發(fā)動機的部件提供過濾的流體的開口)。在其它布置中，中心開口110是入口開口，并且周向開口108是出口開口。

過濾器組件100包括上部密封件112。上部密封件112聯(lián)接到端蓋106的頂表面。端蓋106的頂表面與端蓋106的底表面相對。上部密封件112包括內(nèi)部密封脊114和外部密封脊116。內(nèi)部密封脊114在端蓋106的頂表面上定位在中心開口和周向開口之間。內(nèi)部密封脊114鄰近中心開口110。在一些布置中，內(nèi)部密封脊114和外部密封脊116是兩個單獨的密封件。內(nèi)部密封脊114和外部密封脊116密封過濾器安裝頭(例如，如圖3中所示的過濾器安裝頭302，如圖4中所示的過濾器安裝頭402等)。當過濾器元件100在安裝位置連接到過濾器安裝頭時，上部密封件112將過濾器元件202的清潔側(cè)與過濾器元件202的臟污側(cè)密封隔離。如下面關(guān)于圖3和圖4進一步詳細描述的，上部密封件112構(gòu)造成在過濾系統(tǒng)中的吸入側(cè)應(yīng)用和壓力側(cè)應(yīng)用中均適當?shù)孛芊膺^濾器安裝頭。過濾系統(tǒng)中的吸入側(cè)應(yīng)用是指過濾器組件100定位在使用負壓力抽吸流體穿過過濾器組件100的過濾系統(tǒng)中。負壓力可以由定位在過濾器組件100下游的真空或泵引起。過濾系統(tǒng)中的壓力側(cè)應(yīng)用是指過濾器組件定位在使用正壓力推動流體穿過過濾器組件100的過濾系統(tǒng)中。正壓力可以由定位在過濾器組件100上游的泵引起。外部密封脊116是長形和柔性的，這允許上部密封件112在過濾系統(tǒng)內(nèi)的壓力側(cè)應(yīng)用和吸入側(cè)應(yīng)用中均適當?shù)孛芊狻?/p>

參考圖2，示出了過濾器組件100的上部部分的橫截面圖。過濾器元件202包括過濾器介質(zhì)，過濾器介質(zhì)適合于過濾流體，其將和過濾器組件100一起使用。過濾器介質(zhì)可以是褶狀過濾器介質(zhì)(pleated filter media)(例如，褶狀纖維素過濾器介質(zhì))、非褶狀過濾器介質(zhì)或類似物。圖2中所示的過濾器元件202在形狀上是大致圓柱形的(盡管其它形狀可以是可能的)并且具有開口的中心區(qū)域。開口的中心區(qū)域由支撐芯204支撐。當流體流過過濾器介質(zhì)時，支撐芯204有助于防止過濾器元件202在流體的壓力下塌陷。在一些布置中，上部密封件112通過卡扣配合連接來連接到端蓋106。在這種布置中，端板包括卡扣突出部206，當上部密封件連接到端蓋106時，卡扣突出部206被接納在上部密封件112的卡扣開口208中。在可選布置中，上部密封件112被模制到端蓋106中或用粘合劑粘附到端蓋。

參考圖3，示出了安裝在過濾器安裝頭302上的過濾器組件100的近視橫截面圖。過濾器組件100處于過濾器安裝頭302上的安裝位置。過濾器安裝頭302是過濾系統(tǒng)的將過濾的流體(例如，燃料、油、液壓流體等)供應(yīng)到諸如內(nèi)燃發(fā)動機的裝置的部分。在圖3的過濾系統(tǒng)中，過濾器組件100定位在壓力側(cè)應(yīng)用中。過濾器安裝頭302包括與殼體102的螺紋部分104配合的螺紋部分304。當過濾器組件100旋擰到過濾器安裝頭302上時，過濾器安裝頭302與上部密封件112相互作用，以將過濾器元件202的清潔側(cè)與過濾器元件202的臟污側(cè)密封隔離。

過濾器安裝頭302包括周向的外部槽306，當過濾器組件100處于安裝位置時，該周向的外部槽306至少部分地接納上部密封件112的外部密封脊116。外部槽306大于外部密封脊116。由于外部密封脊116是長形和柔性的，所以外部密封脊116可以彎曲以壓靠并密封外部槽306的內(nèi)表面或外表面。因為過濾器組件100定位在壓力側(cè)應(yīng)用中，所以流過過濾器組件100的流體的壓力使外部密封脊116抵靠外部槽306的外表面彎曲(例如，由于流體的壓力，外部密封脊116徑向向外彎曲)。流體對外部密封脊116的壓力在外部密封脊116和外部槽306的外表面之間引起良好的接觸壓力。因此，外部密封脊116與外部槽306的外表面形成圓柱形接觸密封。過濾器安裝頭302還包括內(nèi)部密封壁308。當過濾器組件100處于安裝位置時，內(nèi)部密封壁308密封內(nèi)部密封脊114。在一些布置中，中間突出部310抵靠上部密封件112的升高的邊緣312。

參考圖4，示出了安裝在過濾器安裝頭402上的過濾器組件100的近視橫截面圖。過濾器組件100處于過濾器安裝頭402上的安裝位置。過濾器安裝頭402類似于圖3的過濾器安裝頭302。然而，過濾器安裝頭402定位在過濾系統(tǒng)上的吸入側(cè)應(yīng)用中，而不是如過濾器安裝頭302那樣定位在壓力側(cè)應(yīng)用中。過濾器安裝頭402包括與殼體102的螺紋部分104配合的螺紋部分404。當過濾器組件100旋擰到過濾器安裝頭402上時，過濾器安裝頭402與上部密封件112相互作用，以將過濾器元件202的清潔側(cè)與過濾器元件202的臟污側(cè)密封隔離。

過濾器安裝頭402包括外部槽406，當過濾器組件100處于安裝位置時，外部槽406接納上部密封件112的外部密封脊116。外部槽406大于外部密封脊116。由于外部密封脊116是長形和柔性的，所以外部密封脊116可以彎曲以壓靠并密封外部槽406的內(nèi)表面或外表面。由于過濾器組件100定位在吸入側(cè)應(yīng)用中，流過過濾器組件100的流體的壓力使外部密封脊116抵靠外部槽406的內(nèi)表面彎曲(例如，由于流體的壓力，外部密封脊116徑向向內(nèi)彎曲)。流體對外部密封脊116的壓力在外部密封脊116和外部槽406的內(nèi)表面之間產(chǎn)生良好的接觸壓力。因此，外部密封脊116與外部槽406的外表面形成圓柱形接觸密封。過濾器安裝頭402還包括內(nèi)部密封壁408。當過濾器組件100處于安裝位置時，內(nèi)部密封壁408密封內(nèi)部密封脊114。在一些布置中，中間突出部410抵靠上部密封件112的升高的邊緣412。

由于外部密封脊116是長形和柔性的，所以上部密封件112可以用于過濾系統(tǒng)中的壓力側(cè)應(yīng)用和吸入側(cè)應(yīng)用兩者。外部密封脊116的設(shè)計消除了維修技術(shù)人員攜帶用于壓力側(cè)應(yīng)用和用于吸入側(cè)應(yīng)用的單獨的過濾器組件的需要。另外，對于兩種類型的應(yīng)用使用單一類型的旋入式過濾器組件減少了維修技術(shù)人員用錯誤類型的過濾器組件替換過濾器組件的可能性(例如，減少維修技術(shù)人員將壓力側(cè)專用過濾器放置到吸入側(cè)應(yīng)用中的可能)。

參考圖5，示出了根據(jù)另一示例性實施方案的旋入式過濾器組件500的橫截面圖。過濾器組件500示出為處于非安裝位置(例如，未如圖6中所示的附接到過濾器安裝頭602)。過濾器組件500類似于過濾器組件100。過濾器組件500具有殼體502，殼體502具有開口的頂端和閉合的底端。殼體502是具有大致圓柱形形狀的殼狀殼體。殼體502包括在殼體的外表面上并且與開口的頂端相鄰的螺紋段504。過濾器元件506定位在殼體502內(nèi)。過濾器元件506構(gòu)造成過濾流體(例如，燃料、油、液壓流體、水等)。

過濾器元件506的頂端由聯(lián)接到過濾器元件506的頂部端蓋508的底表面密封。頂部端蓋508定位成鄰近殼體502的開口端。頂端蓋508包括多個周向開口(以與過濾器組件100的周向開口108類似的方式布置)和中心開口510。過濾器元件506的頂端定位在周向開口和中心開口510之間，使得穿過過濾器組件500的流體被迫穿過過濾器元件506。在一些布置中，周向開口是入口開口(例如，接納待過濾的流體的開口)，并且中心開口510是出口開口(例如，向諸如內(nèi)燃發(fā)動機的部件提供過濾的流體的開口)。在其它布置中，中心開口510是入口開口，并且周向開口是出口開口。

過濾器組件500包括上部密封件。上部密封件聯(lián)接到頂部端蓋508的頂表面。頂部端蓋508的頂表面與頂部端蓋508的底表面相對。上部密封件包括內(nèi)部密封脊512和外部密封脊514。內(nèi)部密封脊512在頂部端蓋508的頂表面上定位在中心開口510和周向開口之間。內(nèi)部密封脊512鄰近中心開口510。在一些布置中，內(nèi)部密封脊512和外部密封脊514是兩個單獨的密封件。內(nèi)部密封脊512和外部密封脊514密封過濾器安裝頭(例如，如圖6中所示的過濾器安裝頭602)。當過濾器元件500在安裝位置連接到過濾器安裝頭時，上部密封件將過濾器元件506的清潔側(cè)與過濾器元件506的臟污側(cè)密封隔離。如上文關(guān)于圖3和圖4的關(guān)于過濾器組件100和上部密封件112所描述的，過濾器組件500的上部密封件構(gòu)造成在過濾系統(tǒng)中的吸入側(cè)應(yīng)用和壓力側(cè)應(yīng)用中都適當?shù)孛芊膺^濾器安裝頭。因此，外部密封脊514是長形的和柔性的，這允許上部密封件在過濾系統(tǒng)內(nèi)的壓力側(cè)應(yīng)用和吸入側(cè)應(yīng)用中均適當?shù)孛芊狻?/p>

過濾器元件506包括過濾器介質(zhì)，過濾器介質(zhì)適合于過濾流體，其將和過濾器組件500一起使用。過濾器介質(zhì)可以是褶狀過濾器介質(zhì)(例如，褶狀纖維素過濾器介質(zhì))、非褶狀過濾器介質(zhì)或類似物。在一些布置中，過濾器元件506是多級過濾器元件(例如，兩級過濾器元件、三級過濾器元件等)。如圖5中所示的過濾器元件506在形狀上是大致圓柱形的(盡管其它形狀可以是可能的)并且具有開口的中心區(qū)域。開口中心區(qū)域由支撐芯516支撐。當流體流過過濾器介質(zhì)時，支撐芯516有助于防止過濾器元件506在流體的壓力下塌陷。在一些布置中，上不密封件通過卡扣配合連接(例如，以與上面關(guān)于過濾器組件100所述類似的方式)連接到頂端蓋508。在可選布置中，上部密封件模制到頂部端蓋508中或用粘合劑粘附到端蓋。過濾器元件506的底端通過聯(lián)接到過濾器元件506的底部端蓋518的頂表面密封。底部端蓋518定位成鄰近殼體502的閉合端。底部端蓋518包括中心開口520。過濾器元件506的底端由底部端蓋518密封，并且底部端蓋518密封殼體502的內(nèi)壁，使得穿過過濾器組件500的流體被迫穿過過濾器元件506。

過濾器組件500包括延伸通過過濾器元件506的開口中心的燃料中水分(water in fuel)(“WIF”)的測針(pin)522。當過濾器組件500附接到包括WIF傳感器的過濾系統(tǒng)的安裝頭時，WIF測針522形成WIF傳感器的部分。從過濾器元件506過濾的流體分離的水積聚在殼體502的底部部分中。如果殼體502內(nèi)的水位到達WIF測針522，則WIF傳感器檢測到殼體502內(nèi)的高水位。在一些布置中，與WIF傳感器通信的控制系統(tǒng)向內(nèi)燃發(fā)動機的操作者發(fā)起警報(例如，儀表板燈可以打開，聲音警報可被觸發(fā)等)，以指示水需要被排空。在其它布置中，控制系統(tǒng)打開殼體中的閥以排出積聚的水。WIF測針522由支架524支撐。支架524聯(lián)接到頂部端蓋508。

圖6示出了安裝在過濾器安裝頭602上的旋入式過濾器組件500的橫截面圖。過濾器組件500處于過濾器安裝頭602上的安裝位置。過濾器安裝頭602是過濾系統(tǒng)的將過濾的流體(例如，燃料、油、液壓流體等)供應(yīng)到諸如內(nèi)燃發(fā)動機的裝置的部分。過濾器組件500定位在壓力側(cè)應(yīng)用或吸入側(cè)應(yīng)用中。過濾器安裝頭602包括與殼體502的螺紋部分504配合的螺紋部分604。當過濾器組件500旋擰到過濾器安裝頭602上時，過濾器安裝頭602與上部密封件的內(nèi)部密封脊512和外部密封脊514相互作用，以將過濾器元件506的清潔側(cè)與過濾器元件506的臟污側(cè)密封隔離。

如圖7中所示，過濾器安裝頭602包括周向外部槽702，當過濾器組件500處于安裝位置時，該周向外部槽702至少部分地接納上部密封件的外部密封脊514。圖7是安裝在安裝頭602上的過濾器組件500的近視橫截面圖。外部槽702大于外部密封脊514的尖端704。由于外部密封脊514是長形的和柔性的，外部密封脊514可以彎曲以壓靠并密封外部槽702的內(nèi)表面或外表面(取決于過濾器組件500是定位在壓力側(cè)應(yīng)用還是吸入側(cè)應(yīng)用中)。因此，外部密封脊514與外部槽702的外表面形成圓柱形接觸密封。

如本文所使用的，術(shù)語“近似”、“約”、“大體上”以及相似的術(shù)語旨在具有與本公開的主題所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員普遍和所接受的用法相一致的廣泛的意義。查閱本公開的本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，這些術(shù)語意在允許對所描述和要求保護的某些特征的說明，而不將這些特征的范圍限制到所提供的精確的數(shù)值范圍。因此，這些術(shù)語應(yīng)被解釋為指示所描述和要求保護的主題的非實質(zhì)性或無關(guān)緊要的修改或改變被認為在如所附權(quán)利要求中所述的本發(fā)明的范圍內(nèi)。

應(yīng)注意，如在本文用于描述各種實施方案的術(shù)語“示例性”意在指示這樣的實施方案是可能的實施方案的可能的示例、表示和/或圖示(且這樣的術(shù)語并不意在暗示這樣的實施方案一定是非凡的或最好的示例)。

本文中對元件的位置(例如，“頂部”、“底部”、“上方”、“下方”等)的引用僅用于描述圖中各種元件的方位。應(yīng)當指出的是，不同元件的方位可根據(jù)其它的示例性實施方案而不同，并且這種變化意在被本公開所涵蓋。

注意到各種示例性實施方案的結(jié)構(gòu)和布置僅僅是說明性的是重要的。雖然在本公開中只詳細描述了幾個實施方案，查閱本公開的本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易認識到，很多修改(例如在大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、各種元件的形狀和比例、參數(shù)的值、安裝布置、材料的使用、顏色、方位等上的變化)是可能的，而實質(zhì)上不偏離本文所述的主題的新穎教導和優(yōu)點。例如，所示的整體形成的元件可由多個部分或元件構(gòu)成，元件的位置可以倒置或者以其它方式改變，并且分立的元件或位置的本質(zhì)或數(shù)目可以發(fā)生改變或變化。根據(jù)可選的實施方案，任何工藝或方法步驟的順序或次序可以改變或者重新排列。也可在各種示例性實施方案的設(shè)計、操作條件和布置方面做出其它替代、修改、變化和省略，而不偏離本發(fā)明的范圍。