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CN102614695B - 流体过滤器及其方法 - Google Patents

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CN102614695B CN201210065352.6A CN201210065352A CN102614695B CN 102614695 B CN102614695 B CN 102614695B CN 201210065352 A CN201210065352 A CN 201210065352A CN 102614695 B CN102614695 B CN 102614695B
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Abstract

一流体过滤器结构(300’)具有一外壳(304’)、一定向在外壳内的盒(306’)，以及一突出结构(400)。突出结构(400)定向成将过滤器盒与外壳(304’)间隔开，以便在过滤器盒(306’)和外壳壁(304’)之间提供一流体流的流道。在某些结构中，突出结构是一端帽的部分。突出部的实施例包括轴向延伸部分、径向延伸部分，而斜向延伸部分包括径向和轴向分量。

Description

流体过滤器及其方法
本申请是申请人为唐纳森公司、于2005年5月16日进入中国国家阶段、申请号为200380103345.X(国际申请号为PCT/US2003/031867)、国际申请日为2003年10月7日、题为“流体过滤器及其方法”的分案申请。
相关申请
本申请是以一美国公司和在美国境内的唐纳森公司的名义提交的PCT国际专利申请(申请者对美国除外的所有国家)；由DavidB.Harder，美国公民在美国居住(申请者仅对美国)PhilipEdwardJohnson，英国公民在美国居住(申请者仅对美国)；EivindStenersen，非美国公民在美国居住(申请者仅对美国)；以及CurtA.Rausch，美国公民在美国居住(申请者仅对美国)于2003年10月7日提交，指定所有的国家，并要求对2002年10月8日提交的美国专利系列号60/417,285的优先权。
技术领域
本发明涉及流体过滤、流体过滤器、过滤器盒、系统，以及组装和使用的方法。具体来说，本发明涉及过滤器、过滤器盒，以及用于净化流体的方法，例如，净化流体用于发动机或工业用途。这样的应用可包括润滑油过滤器、液压过滤器、燃料过滤器，以及用于气体的压转过滤器。
背景技术
为了净化流体来保护设备，需要进行过滤。例如，过滤用于内燃机系统、液压系统、压缩机、发电机以及其它的设备。在典型的系统中，使用具有某种过滤介质的过滤器装置来实现过滤。在使用一段时间之后，过滤器介质变得阻塞，且横贯介质对流体的限制上升到一不可接受的水平。此时，过滤器装置需要进行维护。在某些系统中，去除全部的过滤器装置并用新的过滤器装置更换。在某些系统中，过滤器装置只有一定的内部部件可被更换。还有些系统中，过滤器介质只是进行清洗。
一种类型的过滤器是一“压转过滤器”。压转过滤器是可以处置的单元，它们通常包括一单一使用的外壳，其保持一永久安装的非更换的过滤器元件(或过滤器盒)。保持过滤器盒的筒罐通常通过螺纹啮合旋入到一过滤器头上。待清洁的液体从过滤器头通过进入到外壳内以便进行过滤。清洁过后的液体退出外壳，并重新进入过滤器头。在使用某些时间之后，压转筒罐过滤器从过滤器头移去并予以丢弃。然后，一新的压转筒罐过滤器安装到过滤器头上。
还继续需要有各种方法来减少制造成本和方便使用。也需要对过滤装置的其它方面、需要组装的方法以及使用的方法进行改进。
发明内容
本文揭示一流体过滤器结构，它具有一外壳、一定向在外壳内的过滤器盒，以及一突出结构。突出结构定向成将过滤器盒与外壳壁间隔开，以便在过滤器盒和外壳壁之间形成一流体流道。
在某些实施例中，突出结构构造成定向在过滤器盒的一部分上的端帽的部分。在某些实施例中，这些部分被反过来。在某些实施例中，突出结构位于一平面上，该平面是与端帽分离的一单独块。在某些实施例中，突出结构沿轴向方向从过滤器盒朝向外壳的一敞开嘴延伸。在另一些实施例中，突出结构沿径向方向从过滤器盒朝向外壳的壁延伸。其它实施例包括其中的变化，突出结构成一角度，其包括径向和轴向的分量。
如本文中所述的流体过滤器结构可以是一过滤器组件的部分。这样的过滤器组件通常可包括一过滤器头，其具有一流体流的入口端口和一流体流的出口端口。过滤器结构可释放地固定到过滤器头，以便去除流过入口端口的流体内的至少某些污染物。过滤器系统可以是一发动机、一液压系统、一发电机、一压缩机和其它系统的部分。
设置一过滤器盒，其可用作为本文所述的过滤器结构的部分。典型的过滤器盒可包括一过滤器介质区域和一从过滤器盒的一部分延伸的突出结构。突出结构可以是盒的一体的部分或是接合盒的分离件。
本文描述构造或组装过滤器的方法以及过滤的方法，并使用本文所述的各种类型的结构。在一实施例中，提供一外壳，过滤器盒插入到外壳内，突出部接合在外壳和过滤器盒之间以将过滤器盒固定在外壳内。
附图说明
图1是包括根据本发明的原理构造的外壳和过滤器盒的一过滤器的一实施例的示意的截面图；
图2是具有一用于图1所示的过滤器的突出结构的端盖的一实施例的立体图；
图3是图2所示端盖的截面图；
图4是示出另一实施例的、类似于图1所示的一过滤器的一部分的局部的截面图；
图5是示出根据本发明的原理构造的一过滤器的另一实施例的一部分的局部的截面图；
图6是包括根据本发明的原理构造的过滤器头和过滤器的一过滤器组件的端视图；
图7是沿图6的线7-7截取的截面图，示出根据本发明的原理构造的一过滤器的过滤器头和另一实施例；
图8是图7所示的过滤器外壳的截面图；
图9是用于图6和7的过滤器结构内的过滤器盒的端视图；
图10是图9所示的过滤器盒的截面图，该截面是沿图9的线10-10截取；
图11是用于图9和10的过滤器盒的端盖的端视图；
图12是图11所示的端盖的截面图，该截面是沿线12-12截取；
图13是示出根据本发明的原理构造的过滤器结构的另一实施例的示意的截面图；
图14是示出根据本发明的原理构造的过滤器结构的另一实施例的示意的截面图；
图15是示出根据另一实施例构造的过滤器结构的一部分的示意的局部截面图；
图16是示出根据另一实施例构造的过滤器结构的一部分的示意的局部截面图；
图17是示出根据本发明的原理构造的一过滤器结构的另一实施例的立体图；
图18是图17所示实施例的俯视平面图；
图19是图17和18所示实施例的示意的截面图，该截面是沿图18的线19-19截取；
图20是示出根据本发明的原理构造的一过滤器结构的另一实施例的示意的截面图；
图21是图17-19所示实施例的一部分的示意的截面图；以及
图22是示于图21中的实施例的部分的立体图。
具体实施方式
流体过滤器结构20的第一实施例示于图1-3中。所谓的术语“过滤器结构”或“过滤器”一般地意指一包括一外壳和一“过滤器盒”或“过滤器元件”的结构。过滤器盒可以是从外壳移去和更换的，或永久地安装在外壳内的。所谓“永久地安装”是意指不损坏外壳或过滤器元件则盒和元件不能从外壳中移去和更换。在实例中所示的过滤器结构20可从过滤器头移去和更换，其中一个实例示于图7中并将在下面作进一步描述。
在所示的实施例中，过滤器结构20包括一外壳22和一定向在其中的过滤器盒24。在所示的实施例中，过滤器外壳22实施为具有一围绕壁28的罐26的形式。罐26形成一关闭的端部30和一敞开嘴或端部32。罐26可以是许多不同的形状。为了本文说明起见，罐26是具有一圆形截面的圆柱形。在图1所示的特定实施例中，邻近于端部32的围壁28形成不同直径的至少两个区域。具体来说，第一区域34和第二区域36。第一区域34是直接邻近所示实施例中的敞开端32的区域，它的直径大于第二区域36的直径。在第一区域34和第二区域36之间存在有一台阶38。较佳地，台阶38形成一连续的圆周的台肩40，它用来支承和保持其它的结构(如下文中描述)。在如图1所示实施例中，壁28终止在敞开端32，有一U形的钩42，其用来帮助固定或保持其它的过滤器结构(如在下文中描述)。
元件或盒24显示为可操作地定向在外壳22的内部44内。在此实施例中，盒24包括一管状区域的过滤器介质46。过滤器介质可以是许多不同类型的介质，例如，包括褶裥的介质48。褶裥的介质48包括多个褶裥49，并大致在关闭端30和敞开端32之间延伸，且布置在一管状的定向中以形成一敞开的过滤器内部50。可以采用的褶裥介质48的类型包括纸、纤维素、合成介质，以及它们的组合。在某些应用中，介质46可处理为细的纤维，其尺寸在微米或亚微米的量级上(纤维直径)。
在所示实施例中，管状区域的介质46被一内支承管或内衬52支承。内衬52被介质46限制和包围。内衬52可由膨胀金属、打孔金属或其它允许有渗透性和流体流过其间的材料(包括非金属)构造。在某些实施例中，还可有附加的支承管，其呈外内衬的形式，定位成围绕和包围介质46。
在所示的实施例中，过滤器盒24包括至少一个端帽或端盖54，在所示的实施例中，端盖54固定到过滤器介质46的第一端56。在所示的实施例中，端盖54形成一孔58，其与敞开的过滤器内部50流体连通。
有关某些较佳的端盖54的进一步细节将在下文中描述。
在所示的实施例中，还有一第二端帽或端盖60，其固定到过滤器介质46的第二端62。在所示的实施例中，第二端盖60关闭并不形成开口。具体来说，第二端盖60固定到过滤器介质的第二端62并通过一个部分64覆盖或关闭敞开的过滤器内部50。在所示的实施例中，该部分64是穹顶形状并延伸到敞开的过滤器内部50内，被过滤器介质46围绕或包围。部分64还接合一诸如弹簧67的偏置机构66，弹簧定向在关闭端30的内部和该部分64之间。弹簧67帮助过滤器盒24保持在外壳22内的一定位置处。
过滤器结构20还包括一用来将过滤器结构20固定到过滤器头的机构70。在所示的实施例中，机构70呈一板72的形式，尤其是，一螺纹板74的形式。螺纹板74具有外壳22的大致的截面形状。在所示的实例中，螺纹板74是形成一圆形截面的圆柱形。螺纹板74形成一环76，该环具有不同直径的至少第一和第二区域78、80。第一区域78的直径大于第二区域80的直径。在第一区域78和第二区域80之间是一台阶部分82。如图1所示，台阶部分82接合和支承在外壳22的台肩40上。第一区域78对齐和抵靠在壁28的第一区域34上，而第二区域80对齐和抵靠在壁28的第二区域36上。壁28的钩42重叠、保持和接合螺纹板74的末端部84。
从图1中应该认识到，通过钩42、末端部84、台阶部分82，以及台肩40之间的互相作用和接合，螺纹板74通过机械接合固定到筒罐26上。
如图1所示的方式，当板72以永久的方式固定到筒罐26上时，板72被认为是外壳22的部分。
对螺纹板74的第一区域78的内部加衬里的是一系列的螺纹86。通过螺纹86，可与过滤器头上的匹配螺纹保持螺纹的啮合，以便有选择地在过滤器头上安装和移去过滤器结构20。如图1所示，在所示的特定的实施例中，螺纹86只沿着螺纹板74的第一区域78。在螺纹板74的第二区域80中，形成一槽88。在所示的实施例中，槽88支承和保持一密封件90，当可操作地安装在过滤器头上时，与过滤器头形成一密封。
螺纹板74形成一端部轮缘92，其在末端部84的相对端处。这样，轮缘92定位成比末端部84更靠近过滤器盒24。
过滤器结构20包括突出结构100，它构造和布置成将过滤器盒24与外壳22间隔开，以便在过滤器盒24和外壳壁28之间形成一流体流的流道。例如，这可从图1中所见。待清洁的流体引导到过滤器结构20内。在一前向流的结构中，流体流入过滤器盒24和壁28之间的容积94内。突出结构100将过滤器盒24与外壳22间隔开(在此实施例中，外壳22包括螺纹板74)，以形成一流体流过的流道，以便到达过滤器介质46区域外面的容积94内。然后，流体流过过滤器介质46，它去除其中的至少某些污染物。清洁后的流体流过内衬52进入到敞开的过滤器内部50内。清洁的流体从那里流过孔58，然后，退出过滤器结构20。过滤器结构20也可以反向流动的方式进行操作。在反向流动中，待清洁的流体引导到敞开的过滤器内部50，通过过滤器介质46，进入到容积94内，然后，退出外壳22。
突出结构100包括至少一个突出部102，其在过滤器盒24和外壳22之间延伸。突出部可沿轴向、径向或它们组合方式(具有轴向分量和径向分量)延伸。突出部102可以位于多种结构上。在其它的实施例中，突出部102可以安装在外壳上。在其它的实施例中，突出部102可以安装在其它结构上(见图20)。
在如图1所示的特定实施例中，突出结构100是端盖54的部分。端盖54包括一底部96和一侧壁98(图2和3)。底部96大致地正交于过滤器介质46的第一端56。侧壁98大致地平行于过滤器介质46的方向并平行于筒罐26的壁28。在所示的实施例中，侧壁98大致地围绕底部96。孔58被底部96和侧壁98围绕。底部96在孔58和侧壁98之间延伸。
在所示的实施例中，端盖54包括一包含介质的部分99(图3)。在图1-3所示的实例中，包含介质的部分实施为侧壁98的形式。包含介质的部分99围绕过滤器介质46形成一连续壁101。
仍参照图2和3，突出结构包括至少一个(在所示的实施例中一个以上)从底部96和侧壁98中的至少一个中延伸的突出部102。在如图2和3所示的实施例中，有四个突出部102、104、105、106，它们彼此等距离地间隔和从侧壁98延伸。在所示的实施例中，各个突出部103、106沿轴向方向从侧壁98延伸。所谓“轴向”是指突出部103-106大致形成一纵向轴向108(图3)，其包括至少一个部分基本上平行于过滤器结构20的一中心的纵向轴线109(图1)。
在如图2和3所示的实施例中，各个突出部103-106呈从端帽54延伸的柄脚或接片110的形式。在图3所示的实例中，接片101包括一底部112，其在弯曲114处连接到壁98。从底部112延伸的是一形成一自由端118的第二部分116。在所示的实施例中，在底部112和第二部分116之间有一弯头或角120。可以认识到，各个接片110可以看作为从端盖54引出的悬臂。还可看到，在所示的实施例中，接片110具有的长度大于侧壁98的长度，而自由端118延伸一距离超过底部96(图3中的上方)。
如上所述，接片110可相对于端盖54和外壳22以各种结构定向。再次参照图3，在所示的特定的实例中，接片110构造成从端盖54的包含介质的部分99延伸。例如，在图3中，接片110从壁98的弯曲114延伸。
当盒24可操作地定向在外壳22的内部44内时，接片110接合外壳22的螺纹板24(具体地见图1)，以便允许流体在过滤器盒24和外壳壁28之间流动。再次参照图1，可以看到，各个接片110的自由端118如何接合轮缘92，以便将盒24与螺纹板74间隔开并形成容积122。
为了构造如图1-3所示的过滤器结构20，一般地提供一筒罐26。此时，筒罐26不包括一附连到其上的机构70。过滤器盒24设置在和插入通过筒罐26的敞开的嘴32。过滤器盒偏置抵抗弹簧67，而螺纹板74定向在敞开嘴32内。通过接片110的自由端118和螺纹板74的底轮缘92之间的接合，螺纹板74压靠在过滤器盒24上。通过机械接合和压配，螺纹板74固定到筒罐26。在所示的实施例中，通过弹簧67的偏置接合抵靠螺纹板74，过滤器盒被保持在外壳22内的一定位置上。在其它的实施例中，可不使用弹簧。
外壳22的一变化的实施例示于图4中。在此实施例中，螺纹板74借助于诸如焊接124的熔化连接固定到外壳壁28’上。从图4中可见，当以此方式连接螺纹板74和壁28’时，壁28’不具有邻近敞开端32’的不同的区域。
外壳22的另一实施例示于图5中。在此实施例中，外壳壁28”包括一向内延伸的突出部或突缘126。如在该特定的实施例中所示，突缘126是圆周的并完全围绕外壳28”的轮缘延伸。壁28”在突缘126和自由端128之间延伸，其将敞开嘴32”形成为一附连部分130。附连部分130借助于诸如焊接12的熔化连接使螺纹板74固定到外壳28”。应指出的是，螺纹板74的轮缘92接合突缘126。在此实施例中，接片110接合突缘126。在所示的实施例中，轮缘92和接片110接合突缘126的相对侧133、134。
现参照图6-12，从图7开始，过滤器结构的另一实施例显示为标号140。在图7中，一过滤器组件显示为标号142并包括一过滤器头144，使过滤器结构140可移动地固定到其上。过滤器头144包括一形成流体流动槽148、150的本体或块体146。在所示的实施例中，各个流动槽148、150终止在流动端口152、154。在前向流动的结构中，流动槽148对应于一入口或脏物流体流动槽149，使端口152对应于入口流动端口153。在一前向流动系统中，流动槽150对应于一出口或干净流体流动槽151，使端口154对应于出口流动端口155。一密封件159显示在外壳端176(图8)和过滤器头144之间。
当过滤器头144可操作地连接到过滤器结构140上时，流动槽148终止在与容积158流体连通的端口156处。容积158在下面进一步定义。流动槽150终止在端口160，当过滤器头144可操作地连接到过滤器结构140时，端口160与敞开的过滤器内部162流体连通。
就图1的实施例来说，图7所示的过滤器结构140包括一外壳166和一定向在其中的过滤器盒168。外壳166实施为一筒罐170的形式，其具有一围壁172并形成一关闭端174和一敞开的嘴或端部176(图8)。
参照图8，外壳166包括一邻近于敞开嘴176的螺纹区域178。在所示的特定实施例中，螺纹区域178显示为制成筒罐170的一部分。例如，螺纹区域178可包括滚动螺纹179或其它类型的螺纹。螺纹区域178也可通过内部机加工到筒罐170内的螺纹的过程制成。或者，外壳166可包括图1所示类型的机构70，其实施为机械地固定到筒罐170的螺纹板74的形式。应该理解到，图1中的外壳22也可是如图8所示类型的外壳，其具有如图所示的螺纹区域178。
示于图8中的外壳166的特定的实施例包括一向内延伸的突出部或突缘180。突缘180类似于图5中所示的突缘126。突缘180是圆周的并完全地沿外壳壁172的内径向表面182延伸。从图8中可见，突缘180位于关闭端174和螺纹部分或区域178之间的一位置内。螺纹区域178位于突缘180和敞开嘴176之间。突缘180显示为大致的弧形，其具有一起连接在弧形顶点188处的相对侧184、186。如下文中将进一步解释的，突缘180与结构相交，以将过滤器盒168与外壳壁172间隔开，而在过滤器盒168和壁172之间形成一流体流道。
现参照图9和10，图中示出过滤器盒168的一实施例。除了图1的端盖54之外，过滤器盒168类似于过滤器盒24。过滤器盒168包括一介质190区域，其在第一端帽或端盖192和第二端帽或端盖194之间延伸。过滤器介质190可以是各种不同的介质类型。在所示的实例中，介质190是褶裥的介质196。褶裥的介质形成为一管状结构，以使其形成和包围敞开的过滤器内部162。也在端盖192和194之间延伸的是一内部支承管或内衬198。内衬198被褶裥的介质196包围。内衬198由诸如硬塑料的材料构造，塑料上形成有多个孔202以允许流体流过其间。如图10所示，第二端帽194是一关闭的端帽，其不形成开口或孔。第二端帽194覆盖介质190的端部204并关闭端部204处的敞开的过滤器内部162。端盖192形成一孔或开口206，以允许与敞开的过滤器内部162流体连通。
再次参照图7，过滤器结构140包括一类似于上述突出结构100的突出结构210。突出结构210构造和布置成将过滤器盒168与外壳166间隔开，以允许过滤器盒168和外壳172之间形成流体流动的流道。这可从图7中看到。待清洁的流体引导通过入口端口153进入到过滤器头144内。流体流过脏物流动槽149和通过端口156流出。从那里流体流入盒168和外壳壁172之间的容积158内。突出结构210将过滤器盒168与外壳166间隔开，以允许形成流体流动的流道，以便到达容积158内。然后，流体流过过滤器介质190，介质去除其中的至少某些污染物。清洁的流体流过内衬198进入到敞开的过滤器内部162。从那里清洁的流体流过孔206(图10)和流过端口160。从那里流体流过清洁的流动槽151，通过出口端口155退出过滤器头142。
如以上参照图1的实施例所解释的，突出结构210可实施为各种的结构。在图6-12所示的特定实施例中，突出结构210是端盖192的部分。现参照图12，端盖192包括一底部212和一侧壁214。底部212大致地正交于过滤器介质190的端部205(图10)。侧壁214大致地平行于过滤器介质190的方向。在图12所示的实施例中，侧壁214也大致地正交于底部212。在所示的实施例中，侧壁214形成一包含介质的部分216，它围绕过滤器介质190形成一连续壁218。如图12所示，包含介质的部分216从底部212延伸。
仍参照图12，突出结构210包括至少一个，在所示的实施例中，包括多个突出部220。在图11和12所示的实施例中，有三个突出部221、222和223。在图11中，在示例的实施例中可以看到，突出部221、222和223如何彼此等距离地间隔。在其它的实施例中，间距可以变化。在所示的实施例中，各个突出部221、222和223从端盖192沿径向延伸。尤其是，在图12中，可以看到，突出部221如何沿径向从端帽192的底部212延伸。在所示的实施例中，各个突出部221、222和223大致地正交于包含介质的部分216。
在图11和12所示的实施例中，各个突出部221、222和223呈从端帽192延伸的接片226的形式。接片226从底部212的外周缘228延伸或从中突出。
接片226由某种材料形成，该材料提供理想量的柔性和弹性。这样，接片226可在手的作用力下弹性地变形，以允许过滤器盒168可操作地安装到外壳166内。这将在下文中进一步描述。
再次参照图7，通过接片226与突缘180的接合，可以看到过滤器盒168和过滤器外壳166之间的互相作用。尤其是，接片226接合抵靠突缘180的侧边186，以将过滤器盒168滞留和保持在外壳166内。一流体的流道230形成在端盖192和过滤器外壳166之间，因为端盖192的外周缘228和壁172之间形成有空间或容积。接片226接合筒罐的内径向表面182以形成流体的流道230。接片226的外轴向表面232(图12)接合筒罐166的侧边186(图8)，以将盒168保持在外壳166内。因此，盒168陷落在突缘180和外壳166内的关闭端174之间。
为了构造过滤器结构140，设置外壳166。过滤器盒168设置和插入通过敞开端176。与外轴向表面232相对的第二轴向表面234(图12)接合突缘188的侧边184。力施加到过滤器盒168，以压下盒168通过突缘188并进一步进入外壳166内。当施加该力时，接片226弹性地变形并搭锁地卡入在突缘180上。最后的坐落位置使接片226接合抵靠突缘180；具体来说，外轴向表面232接合突缘180的侧边186。这在外周缘228和过滤器外壳166之间形成一流体的流道230。过滤器结构140然后组装到过滤器头144上以形成过滤器组件142。这可通过过滤器结构140相对于过滤器头144转动，使外壳166上的螺纹区域178与过滤器头144上的螺纹236(图7)相匹配来予以实现。
接片226可由各种材料构造，包括塑料、填充玻璃的尼龙、金属、复合物，或独立的弹簧。
接下来请注意图13，图中示出过滤器结构的另一变化的实施例240。过滤器结构240包括具有一修改的嘴244的外壳242。定位在外壳242内的是一过滤器盒246。盒246类似于盒24、168，例外的是端盖248。这将在下文中进一步解释。
图13和15的修改的嘴244形成为具有一横截面的开口，其大于外壳242的主体250的横截面。这样，在壁252的壁部分256处，外壳242的壁252沿径向向外倾斜(即，远离中心的纵向轴线254)。在图16中，嘴(未示出)具有一小于主体250的横截面的横截面开口。在图16中，壁252’在壁252’的部分256’处沿径向向内倾斜。
外壳242包括用来连接过滤器头的结构258。在所示的实施例中，结构258示意地显示为一具有用来接合过滤器头的螺纹262的螺纹板260。
螺纹板260可以各种方式固定到筒罐243，在所示的特定的实施例中，这通过诸如焊接266之类的金属熔化连接予以实现。
在此实施例中，也有一突出结构268，其将过滤器盒246与外壳242间隔开，并在过滤器盒246与外壳242之间形成一流体的流道。在此实施例中，突出结构268包括从端盖248延伸的多个突出部270。在所示的实施例中，突出部270呈从端盖248延伸的接片271、272的形式。尽管两个接片271、272显示在此示意的截面图中，但也可有三个或多个接片从端盖248延伸。在此实施例中，如同所有其它所述的实施例那样，突出部270可以是永久地一体地连接到端盖248；或者，突出部270不是永久地固定到端盖248，相反，它们压配在端盖248上。或者，突出部270固定到(永久地或可移动地)外壳242。
突出部270包括径向延伸部分274和斜向延伸部分276。尤其是，斜向延伸部分276显示为以角θ延伸，该角相对于过滤器介质278的外表面测量。角度θ显示为非正交的和不是180°。在所示的实施例中，角度θ显示为一锐角(小于90°)。尤其是，角度θ显示为10°-60°之间。从倾斜的延伸部分176延伸的是径向延伸部分274。在此实施例中，径向延伸部分274显示为大致平行于端盖248的底部280。
螺纹板260包括一位于焊接接头266附近的轮缘282。当组装过滤器结构240时，过滤器盒246插入到外壳242内。突出部270弹性地变形(或弯曲)而搭锁地卡入到螺纹板260的轮缘282上。一旦卡入到轮缘282上，突出部270在壁252、螺纹板轮缘282，或它们两者上接合外壳242。轮缘282帮助过滤器盒246保持在外壳242内的一定位置并防止其落出。
图13的结构允许延伸长度的过滤器介质278。这较之于具有较短长度的介质和较少的总介质的实施例对盒246提供一较长的寿命。
图14示出过滤器结构240的螺纹板260的变体。在图14中，螺纹板260’还是在焊缝284处焊接到壁252上。在此实施例中，螺纹板260’是诸如钢的金属。一螺纹的钢凸台286连接到一铝的头288上。较之于在螺纹板260’处包括实心的铝的结构，该类型的结构将允许在筒罐243内增加流动面积。
图15和16示出螺纹板293和筒罐之间的焊接点的两个变化的实施例。图15示出具有焊缝290的外部焊接的筒罐，而图16示出具有焊缝292的内部焊接的筒罐。螺纹板293包括一用来保持O形环垫片294的轴向设置的槽295。当安装到槽内时，垫片294形成一与过滤器头144的密封。
现参照图17-19、21和22，图中示出过滤器结构的另一实施例300。在图17中，过滤器组件302显示为立体图。过滤器组件302可移去地安装到过滤器头，例如，图7所示的过滤器头144。过滤器组件302包括一外壳304和一定向在外壳内的过滤器盒306(图19)。外壳304具有一围壁308和包括一关闭端310和一敞开嘴或端312。在图17-19的实施例中的外壳可以由金属构成，但在所示的实施例中，其可以用模制塑料构成。可以看到外壁308具有加强肋314以帮助加强外壳304。在图17和19所示的实施例中，外壳304包括邻近于敞开嘴312的螺纹区域316。螺纹区域316显示为制成外壳304的部分。如上所述，螺纹区域可以各种方式纳入，包括一固定到外壳304的分离的螺纹板。
示于图19中的外壳304包括一底切或向内延伸的突出部或突脊318。突脊318类似于突缘180和突缘126。突脊318是圆周的并完全地沿外壳壁308的内径向表面320延伸。突脊318位于关闭端310和螺纹区域316之间的一位置。外壳壁308邻近于大部分过滤器介质322的一部分323形成一内直径，其约等于螺纹部分316和突脊318之间的外壳壁的内直径。在突脊318和部分323之间是一形成起伏380的内直径增加的区域。如将在下文中进一步解释的，突脊318与结构互相作用以将过滤器盒306与外壳壁308间隔开，以便在过滤器盒306和壁308之间形成一流体的流道。
现参照图19，图中示出过滤器盒306的一实施例的截面图。该过滤器盒306类似于过滤器盒24，例外的是，使用一定的材料。就图1所示的实施例来说，过滤器盒306包括一在第一端帽324和第二端帽326之间延伸的介质322的区域。尽管过滤器介质322可以是各种不同类型的介质，但在所示的实例中，介质322是褶裥的介质328。介质322形成为管状结构，以使它形成和包围一敞开的过滤器内部330。也在第一端帽324和第二端帽326之间延伸的是一内部支承管或内衬332。内衬332起到支承介质322，并由诸如硬塑料的或金属之类的材料构造，其中，形成多个孔以允许流体流过其间。如图19所示，第二端帽326是一关闭的端帽，其不形成开口或孔。第二端帽326覆盖介质322的端部334，并关闭端部334处的敞开的过滤器内部330。第一端帽324形成一孔或开口336，以允许与敞开的过滤器内部330流体连通。
外壳304形成一位于突脊318和螺纹区域316之间的槽338。槽338保持一O形环340以与过滤器头保持一密封。尽管第一和第二端帽324、326可用许多不同的材料构成，在优选的实施例中包括金属，但第一端帽324由塑料构成，而第二端帽326由金属构成。应指出的是，外壳304包括模制在其关闭端310内的支承结构342。支承结构342帮助给予外壳304以全长，此外，提供轴向的支承并将过滤器盒306定位在外壳304内。该支承结构342不需使用诸如图1的实施例中的弹簧67那样的弹簧。
仍参照图19，过滤器结构300包括一类似于上述的突出结构210和突出结构100的突出结构350。突出结构350构造和布置成将过滤器盒306与外壳304间隔开，以便在过滤器盒306和壁308之间形成一流体的流道。这可见图19。待清洁的流体被引向外壳304内并进入过滤器盒306和外壳壁308之间的容积352内。突出结构350将过滤器盒306与外壳304间隔开以形成一流体的流道，以便到达容积352内。然后，流体流过过滤器介质322，介质移去其中的至少某些污染物。清洁的流体流过内衬332并进入到敞开的过滤器内部330内。从那里清洁的流体流过孔336，然后通过过滤器头流出。
如上所述，对于其它的实施例，突出结构350可以实施为各种的结构。在图17-19和21和22所示的实施例中，突出结构350是第一端帽324的一体部分。现参照图21，端帽324包括一底部354和一侧壁356。底部354大致地正交于过滤器介质322的端部358。侧壁356大致地平行于过滤器介质322的方向。侧壁356也大致地正交于底部354。在所示的实施例中，侧壁356形成一包含介质的部分360，其围绕过滤器介质322形成一连续壁356。
仍参照图21和22，突出结构350包括至少一个突出部362，在所示实施例中有多个突出部362。在所示特定的实施例中，有四个突出部，各等距离地彼此间隔约90°。就图22的实施例来说，各个突出部362呈从第一端帽324延伸的柄脚或接片364的形式。接片364包括一底部366，其在弯曲368处连接到壁360。底部366形成一自由端372。可以认识到的是，各个接片364可以是从端帽324引出的悬臂。在所示的实例中，接片364构造成从第一端帽324的包含介质的部分360延伸。当然，还可有其它的实施例。第一端帽324在图21中可显示为形成一槽376。槽376保持一O形环密封件378(图19)。O形环密封件378形成与过滤器头的密封。
为了构造过滤器结构300，设置外壳304。过滤器盒306插入通过敞开嘴312。过滤器盒306接合在关闭端310处的支承结构342。通过接合抵靠外壳304的内表面，接片324沿径向向内地被偏置，直到达到底切或突脊318。由底切或突脊318造成的起伏380允许接片弹回到其正常位置。当这发生时，接片364的自由端372接合突脊318。这将过滤器盒306滞留在外壳308内。
一变化的实施例示于图20中。图20的实施例类似于图19的实施例，例外的是第一端帽。第一端帽在图20中显示为端帽324’。图20中实施例的第一端帽324’不包括一体的突出结构。它简单地具有一关闭的连续侧壁356’，没有突出部或接片从中延伸。然而，过滤器结构300’的确包括一突出结构400。在此实施例中，突出结构400是一分离的和独立板402的部分。在所示实施例中的板402定向在第一端帽324’上和在螺纹部分316’下方。板402具有一定向成大致地平行于第一端帽324的底部354’的底部404，以及一大致地垂直于底部404的侧壁406。在所示的实施例中，侧壁406大致地围绕端帽324’的侧壁356’和介质322’。与板402一体地形成的是多个突出部410。尽管在图20的截面图中仅可见一个单一的突出部410，应该理解到，一般可以有一个以上的突出部410，例如，如图22所示的四个突出部。突出部410的构造类似于突出部362。尤其是，各个突出部410包括一底部412，其被一弯曲部分414连接到侧壁406上。各个底部412形成一自由端418。
在使用中，为了组装过滤器结构300’，过滤器盒306’插入到外壳304’内。接下来，通过插入落入板402，过滤器盒306’固定在外壳304’内的一定位置。该落入板定向成坐落在第一端帽324’的顶上。过滤器盒306’然后滞留在落入板402和支承结构342’之间。板402的突出部410沿径向向内挠曲，而同时插入外壳304’内，然后，以搭锁方式弹回到其正常的定向，并接合外壳304’的突脊318’。
在使用中，为了使用图1-22所述类型的过滤器来净化流体，过滤器结构设置在过滤器头上并在其上旋转。待清洁的流体流过过滤器头进入外壳，通过过滤器盒，流出过滤器外壳，返回通过过滤器头，然后流出过滤器头。在使用一段时间之后，过滤介质将变得阻塞或闭塞。此时，过滤器需要进行保养。为了保养过滤器，过滤器通过旋转离开头而取出。即，过滤器结构和过滤器头之间的螺纹啮合不匹配。在某些使用中，去除全部的过滤器结构并用新的过滤器结构更换。例如，在图1-5的实施例中，丢弃全部的过滤器结构并用新的过滤器结构更换。再者，在图7-22的实施例中，可去除全部的过滤器结构并用新的过滤器结构更换。可以构思在某些结构中，诸如在图7-16的实施例中，通过嘴曳拉过滤器盒，从外壳中取出旧的过滤器盒。接片将断开或在内部的外壳突出部上弯曲，以允许过滤器盒从外壳中取出。在这样的情形中，旧的过滤器盒被丢弃(或再循环)并用新的过滤器盒更换。新的过滤器盒插入到外壳内。如果接片连接到盒，则接片弯曲并在外壳突缘或突出部上搭锁地卡入。如果接片与盒分离，则突出部接合安装在外壳内的一定位置上，直到接片弯曲或搭锁地卡入在外壳突缘或突出部上。新的过滤器结构以可操作的组件再次安装在过滤器头上。
在所述的实施例中，端帽上的突出部可以由各种材料制成，包括金属、塑料，以及复合物。在盒插入到内部之前，外壳可以用铬或镍的电镀进行镀复或抛光，或热处理。这使外壳处理得能耐腐蚀。应该认识到，由于组装方便，外壳可以单独地制造，可以在离开过滤器盒制造的工厂或分开的地方进行制造。过滤器盒最后组装在外壳内可在一第三场所进行。
在某些应用中，所使用的过滤器介质可以是一树脂床。树脂床可用来装满外壳的外直径。
螺纹板可由各种材料制成，包括由管进行冲压、金加工制造，或由粉末金属形成。

Claims (18)

1.一种流体过滤器结构(20、140、300、300’)，包括：
(a)具有壁(28"、172、308)的外壳(22、166、304、304’)，所述壁形成关闭端部(30、174、310)、敞开端部(32、176)、内部容积(44)以及向内延伸的突脊(126、180、318、318’)；
(i)所述外壳包括螺纹区域(86、178、316、316’)；
(ii)向内延伸的突脊(126、180、318、318’)沿外壳壁的内表面是圆周的；
(b)定向在所述外壳的所述内部容积内的过滤器盒(24、168、306、306’)；所述过滤器盒包括管状结构的过滤器介质，该过滤器介质形成敞开的过滤器内部；
(i)所述管状结构的过滤器介质(46、190、328)具有第一端；
(ii)所述过滤器盒包括固定到所述管状结构的过滤器介质的所述第一端的端帽(54、192、324、324’)；所述端帽形成与所述敞开的过滤器内部流体连通的孔；
(c)突出结构(100、210、350、400)，所述突出结构构造和布置成将所述过滤器盒与所述外壳壁间隔开，以便在所述过滤器盒和所述外壳壁之间形成流体流道；
(i)所述突出结构是板的部分，所述板包括底部(96、212、354、404)和侧壁(98、214、356、406)；
(ii)所述突出结构包括至少一个突出部(110、220、362、410)，所述突出部从所述底部和所述侧壁中的至少一个延伸；
(iii)所述突出结构接合所述向内延伸的突脊(126、180、318、318’)。
2.如权利要求1所述的流体过滤器结构，其特征在于，
所述突出结构包括多个突出部。
3.如权利要求2所述的流体过滤器结构，其特征在于，
所述突出部(110、362、410)中每一个轴向延伸以接合所述向内延伸的突脊。
4.如权利要求2和3中任何一项所述的流体过滤器结构，其特征在于，
所述板(402)是与所述端帽(324’)分离的一分离件。
5.如权利要求2和3中任何一项所述的流体过滤器结构，其特征在于，
具有所述底部(96、212、354)和所述侧壁(98、214、356)的所述板是所述端帽(54、192、324)的部分。
6.如权利要求5所述的流体过滤器结构，其特征在于，
所述突出部(110、362)中每一个从所述端帽(54、324)的所述板的所述侧壁(98、356)轴向延伸。
7.如权利要求6所述的流体过滤器结构，其特征在于，
所述侧壁包括包含过滤器介质的部分(99、360)，所述包含过滤器介质的部分围绕所述过滤器介质形成连续壁(98、356)；
所述包含过滤器介质的部分(99、360)从所述底部(96、354)延伸并具有端部(114、368)；
所述突出部(110、362)中每一个从所述包含过滤器介质的部分的所述端部延伸。
8.如权利要求2所述的流体过滤器结构，其特征在于，
所述突出部(110、220、362、410)中每一个包括自由端；
所述突出部的每个自由端接合所述向内延伸的突脊(126、180、318、318’)。
9.如权利要求2所述的流体过滤器结构，其特征在于，
所述突出部(221、222、223)中每一个径向延伸以接合所述向内延伸的突脊(180)。
10.如权利要求9所述的流体过滤器结构，其特征在于，
所述突出部(221、222、223)中每一个从所述端帽(192)的所述板的所述底部(212)径向延伸。
11.如权利要求10所述的流体过滤器结构，其特征在于，
所述侧壁(214)包括包含过滤器介质的部分(216)，所述包含过滤器介质的部分围绕所述过滤器介质形成连续壁(218)；
所述包含过滤器介质的部分从所述底部(212)延伸；以及
所述突出部(221、222、223)大致地正交于所述包含过滤器介质的部分。
12.如权利要求1所述的流体过滤器结构，其特征在于，所述外壳壁还包括：
邻近过滤器介质的一部分(323)，所述部分的内直径等于所述螺纹区域和所述向内延伸的突脊(318、318’)之间的所述外壳壁的内直径；
在所述向内延伸的突脊和所述部分(323)之间的起伏区域(380)，所述起伏区域(380)的内直径大于所述螺纹区域和所述向内延伸的突脊之间的所述外壳壁的内直径，并且允许所述突出结构(350、400)弹回到正常位置。
13.如权利要求2所述的流体过滤器结构，其特征在于，
所述过滤器介质包括褶裥的过滤器介质和与所述第一端相对的第二端；
所述端帽是第一端帽；并且
所述过滤器盒还包括：
第二端帽，所述第二端帽固定到所述过滤器介质的所述第二端；
所述第二端帽关闭；以及
内部管状内衬，所述内部管状内衬被所述褶裥的过滤器介质包围；
所述内部管状内衬在所述第一端帽和所述第二端帽之间延伸。
14.一种过滤器组件，包括如权利要求1所述的流体过滤器结构和过滤器头，所述过滤器头具有流体流入口端口和流体流出口端口，并且所述流体过滤器结构可释放地固定到所述过滤器头。
15.一种制造过滤器的方法，该方法包括：
(a)将过滤器盒(24、168、306、306’)和突出结构插入到外壳的敞开端部的插入步骤，所述外壳构造成可操作地连接到过滤器头；以及
(b)将所述突出结构(100、210、350、400)上的突出部接合抵靠外壳上的向内延伸的突脊(126、180、318、318')、以将所述过滤器盒固定在所述外壳内的接合步骤；
(i)所述向内延伸的突脊(126、180、318、318’)沿外壳的内表面是圆周的；以及
(ii)所述突出部接合抵靠朝向所述外壳的封闭端部的所述向内延伸的突脊的一侧。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，
(a)所述过滤器盒(24、168、306)包括端帽(54、192、324)，所述端帽具有从其延伸的所述突出部；以及
(b)所述接合步骤包括使来自所述端帽的所述突出部(110、220、362)接合抵靠朝向所述外壳的封闭端部的所述向内延伸的突脊(126、180、318)的一侧。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，
(a)所述插入步骤包括：插入过滤器盒(306’)，包括将板(402)插入到所述外壳的敞开端部内，所述板是与所述端帽分离的一分离件；
(i)所述板(402)包括所述突出结构(400)。
18.如权利要求15－17中任一项所述的方法，其特征在于，
(a)所述插入步骤包括将所述突出部以搭锁方式卡入在所述向内延伸的突脊的一侧上；并且
(b)所述接合步骤包括将所述突出部接合抵靠朝向外壳的封闭端部的所述向内延伸的突脊的一侧。
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