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CN1753715A - 过滤器组件和过滤方法 - Google Patents

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CN1753715A
CN1753715A CNA2004800054275A CN200480005427A CN1753715A CN 1753715 A CN1753715 A CN 1753715A CN A2004800054275 A CNA2004800054275 A CN A2004800054275A CN 200480005427 A CN200480005427 A CN 200480005427A CN 1753715 A CN1753715 A CN 1753715A
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CN
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central tube
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CNA2004800054275A
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J·R·哈克尔
D·B·哈德
B·A·古尔斯威格
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Donaldson Co Inc
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Abstract

一种流体过滤器组件包括一个壳体、一个维修用端盖、一个可卸下地紧固于维修用端盖的中心管、一个可卸下地密封于并围绕着中心管的滤芯、以及密封结构。在流体过滤器组件进行过滤工作时，密封结构是在中心管和壳体的几个部分之间，而封闭一个泄放通道，使被滤清的流体不会流进泄放通道。流体过滤器组件在正常工作过程中允许流体通过进口通道流进壳体，流过滤芯，流过中心管上的开口，而后通过出口通道流出壳体。用于维护过滤器的方法包括：从壳体拆下维修用端盖，并随维修用端盖一起拆出中心管，以及打开壳体的泄放流动通路；接着，从中心管上拆下滤芯，把一个新的滤芯可工作地安装在中心管上；再接着，把维修用端盖连同装有新的滤芯的中心管一起可工作地安装到壳体里，把泄放流动通路封闭。过滤方法使将被过滤的流体进入内部装有一个可卸下并可更换的滤芯的壳体，然后使流体流过滤芯的筒状过滤介体，再后流过中心管上的流体开口而流进一个清洁流体流动通路。示例性的方法还包括通过把中心管可卸下地密封于过滤器壳体的几个其他部分来阻止流体流进泄放通路。可采用本文提出的这种过滤器组件的系统包括燃油系统、润滑系统和液压系统。

Description

过滤器组件和过滤方法
                             技术领域
本发明涉及用在液压系统、润滑系统和燃油系统中的流体过滤器。以具体的例子来说，本发明是关于对流体过滤器装置进行维护时允许从仍然固定于其相关系统的其余部分的任一部分上或上方的一个位置维护或接触到流体过滤器用的设备和方法。
                             背景技术
各种过滤器通常配用于内燃机的润滑系统和燃油系统以及重型机械设备的液压系统。过滤器也用在许多其它类型的流体系统中，例如用在各种工业过滤中。在这些类型的系统中，过滤器需要定期地“维护”，其作法是，或者更换整个过滤器，或者只更换其中到了使用寿命的那一部分，例如过滤器的滤芯。
接近和维护过滤器系统一直存在着是否有方便的空间，是否容易装配以及减少所产生的废物量等问题。如果不能方便地接触到过滤器，或不容易对它进行维护，就可能要等待很长的时间才能对它进行维护，这可能损害采用这个过滤器的系统。如果把太多的过滤器以报废或焚烧掉的方式处置掉，则可能污染环境。所以，需要提供便于接触到、容易装配、并且对环境无害的过滤器。
                             发明概要
提供的一种流体过滤器组件包括一个壳体、一个维修用端盖、一个可卸下地连接于维修用端盖的中心管、一个可卸下地密封于并围绕着中心管的滤芯以及密封结构。在流体过滤器组件进行过滤工作时，密封结构是在中心管和壳体的几个部分之间而封闭一个泄放通道，使被滤清的流体不会流进泄放通道。这种流体过滤器组件在正常工作过程中允许流体通过一个进口通道流进壳体，流过滤芯，流过中心管上的开口，而后通过出口通道流出壳体。
本发明还提供了用于维护这种过滤器组件的方法。所描述的方便的方法包括：从壳体拆下维修用端盖，并随维修用端盖一起拆出中心管，以及打开壳体的泄放流动通路；接着，从中心管上拆下滤芯，把一个新的滤芯可工作地安装在中心管上；再接着，把维修用端盖连同装有新的滤芯的中心管一起可工作地安装到壳体里，而把泄放流动通路封闭。
较佳的是，过滤方法采用本文所述的用于构造过滤器组件的原理。较佳的过滤方法是使将被过滤的流体进入内部装有一个可卸下并可更换的滤芯的壳体，然后使流体流过滤芯的筒状过滤介体，再后流过中心管上的流体开口，而流进一个清洁流体流动通路。较佳的方法包括通过把滤芯可卸下地密封于中心管来阻止流体旁通流过过滤介体。较佳的方法还包括通过把中心管可卸下地密封于过滤器壳体的几个其他部分来阻止流体流进泄放通路。
描述了可采用本文提出的这种过滤器组件的系统。这样的系统包括燃油系统、润滑系统和液压系统。
                          附图简要说明
图1是一个装有发动机的设备的示意图，其发动机具有燃油系统、润滑系统和液压系统，这些系统采样按照本发明的原理构造的过滤器组件；
图2是按照本发明的原理构造的过滤器组件的第一实施例的示意性侧视图；
图3是图2所示的过滤器组件的俯视图；
图4是图2和3所示的过滤器组件的分解立体图；
图5是图2-4所示的过滤器组件的示意性剖视图，是沿着图3中的线“5-5“剖视的；
图6是图2-5所示的过滤器组件的又一个示意性剖视图，是沿着图3中的线“6-6“剖视的；
图7是按照本发明的原理构造的过滤器组件的第二实施例的立体图；
图8是图7所示的过滤器组件的另一个立体图；
图9是图7和8所示的过滤器组件的分解立体图；
图10是图7-9所示的过滤器组件的示意性剖视图；
图11是图7-10所示的过滤器组件的另一个示意性剖视图；
图12是图7-11所示的过滤器组件的示意性剖视图并且是在对过滤器进行维护的过程中；
图13是用在图7-12所示的过滤器组件中的一个中心管的一个实施例的俯视立体图；
图14是图13所示的中心管的仰视立体图；
图15是过滤器组件的第三实施例的立体图，这一实施例表示出图2-12所示的那种型式的过滤器组件与一个发动机曲轴箱过滤器组件连成一体；
图16是图15所示的组件的正视图；以及
图17是图15和16所示的组件的示意性剖视图。
                          详细描述
首先，请看图1，它是一个包括发动机12的设备10的示意图。设备10包括润滑系统14、燃油系统15和液压系统16。润滑系统14、燃油系统15和液压系统16里的流体(润滑油、燃油或液压油)必须是清洁的。为了提供滤清的功能，可采样流体过滤器组件20。在图1所示的示例性实施例中，表示出了三个流体过滤器组件20、一个用于润滑系统14、一个用于燃油系统15以及一个用于液压系统16。图1所示的设备10是一辆拖拉机18。流体过滤器组件20也可用于其它类型的设备，包括推土机、滑道专向装置(skid steers)、装载机、采矿设备、高速公路货运卡车、越野卡车以及联合收割机。其它类型的设备，包括工业过滤设备、发电机等等，也可采样本发明提出的过滤器组件和方法。
对于本文所述的系统，移动式液压过滤器的工作压力一般是在7-700磅每平方英寸之间。发动机润滑系统的工作压力一般是在40-80磅/英寸2之间，其压缩机润滑系统的工作压力约为250磅/英寸2。对于燃油系统，燃油泵的上游侧的压力是约为负10磅/英寸2的真空压力。如果一个过滤器用在燃油泵的下游侧作为二次过滤器，其工作压力约为60磅/英寸2。在工业用液压系统中，工作压力一般都很高，例如可达6,000磅/英寸2。当然所述的压力都是因使用场合而不同的，这些仅是一些例子而已。
本文提出的流体过滤器组件20对于用于“顶部拆装”取向特别方便。术语“顶部拆装”的意思是，在装用过滤器组件20的设备处于正常的工作取向时，可沿着一个取向安装过滤器组件20，这个取向允许从仍然固定于设备(例如发动机、发电机、或随便什么有关的机器)的某个零件之上或上方的一个位置维护或接近过滤器组件20。在本文提出的许多方便的顶部拆装结构配置型式中，不要求维护过滤器组件20的人员处在设备底下或下方的位置。而是，维护过滤器组件20的人员可以从设备的顶上接近过滤器组件20。例如，在选择性地掀起车辆护罩就可接近发动机的机动车辆上，只要掀起车辆护罩并随后取下过滤器的维修用顶盖，就可接近过滤器组件20。应该理解，也可以使过滤器组件20处于其它的取向，当然，顶部拆装的取向是最方便和最佳的。
A. 图2-6的过滤器组件
首先来看图2-6所示的过滤器组件20的实施例。这个过滤器组件20表示为顶部拆装结构的。在所示的实施例中，过滤器组件20包括一个维修用顶盖22和一个壳体24。维修用顶盖22可以拆装于壳体24。通常维修用顶盖22和壳体24之间有螺纹啮合26，当然也可以用其它形式的连接。图2-4中，可以看见维修用顶盖22的顶上有螺母23。为把维修用顶盖22从壳体24上拆下来，可以用手动工具例如一个扳手拧转螺母23。
图4表示出了过滤器组件20的主要零件。过滤器组件20包括一个可卸下并可更换的滤芯28，其可卸下地安装在中心管30上。这里的术语“中心”不是指中心管30必须处在过滤器组件20的几何中心，而是为了给中心管30取一个方便的名称并且滤芯28确实是包围着它。中心管30也不必处在滤芯28的几何中心。
还是看图4，可以看出，壳体24构造成允许流体通过进口和出口结构32流进和流出壳体24的内部25。在所示的实施例中，进口和出口结构32延伸于安装突缘34内。安装突缘34具有用于安装的几个通孔36。
进口和出口结构32包括用于接纳被过滤流体的进口38、用于供被滤清的流体流出壳体24的出口40以及用于在维护过程中放掉流体的泄放口42。
如图4所示，进口38流体连通于进口通道44，图4表示出了进口通道44的外部。
再看图4，它以立体图描绘了滤芯28。在图4所示的实施例中，滤芯28具有过滤介体区域46，在这一实施例中，过滤介体46是圆筒形的，具有上游侧48和在开着的筒状容积50里的下游侧49(见图5)。根据过滤系统的特定用途，过滤介体46可以是各种不同型式的。在许多情况中，过滤介体46是折褶的介体52。
折褶的介体52可以是纤维素材料或合成材料的，或它们的混合物，同样，这取决于具体应用情况。
图4所示的滤芯28具有第一和第二端帽54和56，折褶的介体52安装在它们之间。密封件58邻接于第一端帽54并与之成为一体。密封件58形成密封结构60的一部分，而后者建立与中心管30的密封61(见图5)。在所示的实施例中，如图5所示，密封件58由一个环62保持在位，这个环较佳地与端帽54成为一体并突出于端帽54以上。
类似地，在这一特定实施例中，设有第二个密封件64，其邻接于第二端帽56而形成与中心管30的密封65。第二个密封件64由一个环66保持在位，在这一实施例中，这个环在端帽56之下并与之成为一体。应该理解：密封结构60能够防止流体旁通流过过滤介体46而达到在过滤介体46的下游侧49的开着的筒状容积50。密封结构60也把滤芯28保持在中心管30上。这在维护过程中是有用的，便于在拆下维修用顶盖22连同中心管30时(这将在下面详述)，也能把滤芯28随同维修用顶盖22和中心管30一起拆出来。
过滤介体的一个第二区域70围接于下端帽56的外圆周。过滤介体的第二区域70的作用是清洁或粗滤在维护过程中处在壳体24的内壁和过滤介体46的上游侧48之间的容纳未被过滤流体的空间72里的流体。也就是说，在维护过程中，在拆下维修用顶盖22时，随之拆下中心管30和滤芯28，让容纳未被过滤流体的空间72里的流体流经过滤介体的第二区域70，以便截留住流体中的任何颗粒物或垃圾。为了实施上的方便，过滤介体的第二区域70的介体与过滤介体46的介体是同一类型的，当然，也可以用其它类型的介体。
现在来看图5和6的剖视图，来说明其它的工作细节。可以看见，进口通道44在壳体24里从进口38纵向延伸到容纳未被过滤流体的空间72。一个可卸下的堵塞74堵死了进口通道44的底端。将被过滤的流体从进口38进入，流过进口通道44，进入容纳未被过滤流体的空间72而进入过滤器组件20。
图5中，中心管30表示得更详细了。在所示的实施例中，中心管30具有延伸于封闭端78和开口端80之间的侧壁76。侧壁76限定一个开着的流体流动通道82。开着的流体流动通道82从形成封闭端78的端壁79延伸到开口端80。在过滤器组件20的正常工作中，开着的流体流动通道82是流体连通于开口端80和出口40之间。
中心管30的侧壁76是用流体不能透过的材料制成的，以防止流体渗透过去。侧壁76的一部分开有几个流动通孔84，以使流体能通过这些通孔进入开着的流体流动通道82。在图5所示的实施例中，通孔84设置在中心管30的全长的上部三分之一处。如图5所示，中心管30的长度大于滤芯28的长度。
在所示的实施例中，中心管30包括许多用于支承介体均衡槽(media-supportingstandoff)85(见图4)。在所示的实施例中，支承介体均衡槽85表示为许多突起的表面86，所谓突起是相对于中心管30的其余部分。支承介体均衡槽85的作用是支承过滤介体46。并且，由于具有相对于其余部分87突起的表面86，被过滤了的流体(也就是已经流过过滤介体46的流体)被允许收集在开着的筒状容积50里，在过滤介体46的下游侧49和中心管30的侧壁76之间，而后流经中心管30上的通孔84。
从图5可以看清，将被过滤的流体从容纳未被过滤流体的空间72流过过滤介体46，流进在过滤介体46的下游侧49和中心管30的侧壁76之间的开着的筒状空间50。被滤清的流体通过通孔84流进开着的流体流动通道82。从那里，被滤清的流体流过中心管30的开口端80并从出口40流出。
过滤器组件20包括能够在把维修用顶盖22拆出壳体24时一并从壳体24里拆出中心管30的结构。在所示的实施例中，这种结构表示为一个卡环结构88。这个卡环结构可建立维修用顶盖22和中心管30之间的机械连接，使得在从壳体24里拆出维修用顶盖22时也能把中心管30拆出壳体24。还有，在各较佳实施例中，卡环结构88可以构造并安装成在相对于壳体24转动维修用顶盖22时能够确保中心管30不转动，确切地说，是停止不动。在所示的实施例中，卡环结构88包括一个在维修用顶盖22的内侧部分上的向内突的滑动边缘或滑动环90。滑动环90可接合于中心管30上的一个抓卡结构94。在所示的实施例中，抓卡结构94包括多个例如四个从中心管30的端壁79伸出来的钩形突缘96。钩形突缘96包括从端壁79伸出的并具有一个钩子102的悬臂突缘101，其钩子102卡合于滑动环90。当绕着螺纹啮合部分26转动维修用顶盖22时，滑动环90相对于钩子102滑动。这允许维修用顶盖22转动而中心管30和滤芯28保持不转动。
按照本发明的原理，过滤器组件20构造并安装成使中心管30具有密封结构104，其可提供泄放流动通路(图5中的标号106)的选择性的打开或关闭。这一泄放流动通路终止于泄放口42。根据采用过滤器20的过滤系统的型式，可将泄放口42引向各类油箱，典型地，是引向压力低于出口40所引向之路径的低压油箱。例如，在燃油系统中，泄放通路106和泄放口42是引向燃油箱。在润滑系统中，泄放口42是接回到曲轴箱。在液压系统中，泄放口42是引向液压流体储存柜。
在各较佳实施例中，用于中心管30的密封结构104在维护中从壳体24拆出中心管30时被释放而打开泄放流动通路106，从而允许壳体内部25里的流体通过泄放流动通路106泄放出去。图4中，密封结构104包括围绕中心管30安装的第一密封件108和围绕中心管30安装的第二密封件110。第一密封件108和第二密封件110建立中心管30和壳体24的各部分之间的密封件111和112(见图5)。在图5所示的实施例中，密封件111和112是与壳体24的直接邻接腔室114的部分一起形成的，而腔室114限定了泄放流动通路106。
图5中可以看见，所描绘的结构表示出了出口流动通路116，其通往出口40，处在泄放流动通路106的下面并与之平行。当然，还可做出这一流动通路的多种方案。在这一结构中，在进行正常过滤时，被滤清了的流体通过中心管30的开口端80流出而进入出口流动通路116。由于具有密封件111和112，可防止被滤清了的流体流进泄放流动通路106。但是，在维护过程中，维修用顶盖22被拆掉了，中心管30也随维修用顶盖22一起从壳体24里拆出来了。在密封件111和112被释放了时，壳体内部25里的流体开始流过泄放流动通路106。也可能有某些流体流过出口流动通路116，但是出口流动通路116是引向比泄放流动通路106压力高的区域。由于这一压力差，大多数流体将很快泄放到泄放流动通路106。
过滤器组件20的工作和维护按下述进行。将被过滤的流体通过进口38进入过滤器组件20，流过进口通道44而进入壳体内部25。未被过滤的流体充满壳体24的壁和过滤介体46的上游侧48之间的容积72。然后流体流过折褶的过滤介体52，在其中沾染物和垃圾被滤出。从那里，流体进入在下游侧49和中心管30的外壁之间的被过滤了的流体容积50。然后，被过滤了的流体流过中心管30上的通孔84而进入开着的流体流动通道82。被过滤了的流体通过开口端80流出中心管30里的开着的流体流动通道82，流过出口流动通路116，最后通过出口40从过滤器组件20流出。在过滤工作中，由于有密封件111和112的存在，流体不会流进泄放流动通路106。
在使用一个时期之后，滤芯28需要更换。就是需要对过滤器组件20进行维护。较佳的是，过滤器组件20是顶部拆装取向的。也就是说，可以从过滤器组件20安装所在的设备的上面接近过滤器组件20。首先，用一个工具拧转螺母23，使维修用顶盖22和壳体24之间的螺纹啮合26脱离，而松开维修用顶盖22。在维修用顶盖22被转动时，连接着滤芯28的中心管30作直线运动而不转动。这是由于滑动环90和抓卡结构94在卡环结构88上的互相作用。在维修用顶盖22被转动的过程中，维修用顶盖22和固定于中心管30的钩形突缘96之间有相对滑动，所以中心管30不转动。
随着螺纹啮合部分26被脱开，带着密封地连接在其上的滤芯28的维修用顶盖22和中心管30沿直线运动或沿轴向脱离壳体24。这最终将释放中心管30和壳体24之间的密封件111和112。密封件111和112一释放，壳体内部25里的流体就流进泄放流动通路106。在过滤介体46的上游侧48的壳体内部25里的任何流体(在容纳未被过滤流体的空间72里的流体)被迫流过过滤介体的第二区域70，在那里流体被过滤。这可确保凡是进入出口流动通路116的流体都被过滤掉颗粒物。
最后，可把整个维修用顶盖22一起从壳体24拆出来。维修用顶盖22有中心管30固定在其上。滤芯28又是固定在中心管30上。然后可把滤芯28从中心管30上拉下，而释放了密封61和65。然后，可把一个新的滤芯28从中心管30的开口端80开始滑套到中心管30上而安装到中心管30上。密封61和65也随之在新的滤芯28和中心管30之间建立起来。
然后，把带有中心管30和新的滤芯28的维修用顶盖22安装到过滤器壳体24上。其作法是，把中心管30以其开口端80在前插进壳体内部25。随后相对于壳体24拧转维修用顶盖22而使螺纹啮合部分26啮合。最后，中心管30和壳体24之间形成密封件111和112。一旦密封件111和112形成而封闭了泄放流动通路106，过滤器组件20就可再投入使用。
B. 图7-14的实施例
现在来看过滤器组件20的另一个实施例。这一过滤器组件20也可以较佳地便于以顶部拆装取向使用。图7-10所描绘的过滤器组件20可用在各种系统中，诸如燃油系统、润滑系统和液压系统。所示的例子特别适用于燃油系统，因而将作为燃油过滤器组件140来说明。图7和8是表示燃油过滤器组件140的外部的立体图。燃油过滤器组件140包括维修用顶盖150、壳体152、进口154和出口156。由于这一实施例描绘为一个燃油过滤器组件140，它具有特别适于作为燃油过滤器组件140的结构特点。这一实施例具有一个泄放阀门158，其用于方便地从燃油过滤器组件140泄放积存在壳体152里的水。还表示出了一个伸出于壳体152之外的水位传感器160。水位传感器160可以监测壳体152里的水位，在达到某一规定的水位时，泄放阀门158就被打开而把积存在壳体152里的水泄放出去。
图7和8还表示出一个伸出于壳体152的安装部件162。安装部件162包括一个突缘164，突缘164上的安装孔166可以接纳螺栓之类的紧固件，以便把燃油过滤器组件140安装在应用它的系统上。
螺母151突出于维修用顶盖150的顶面，便于依靠螺纹啮合部分168(见图10)选择性地把维修用顶盖150拆装于壳体152。
图7和8还表示出泄放口170，其用于在维护中快速而方便地泄放出壳体152里的燃油。在图7-12所示的过滤器组件用作燃油过滤器组件140时，泄放口170连接到燃油泵。
现在来看图9到11，图9是燃油过滤器组件140的分解立体图，而图10和11是其装配状态的剖视图。燃油过滤器组件140包括滤芯172，其类似于但不完全相同于第一实施例的示例性滤芯28。这一实施例的滤芯172没有像过滤介体区域70那样起围接作用的第二过滤介体区域。燃油过滤器组件140用另外的结构来确保只有被滤清了的流体流向被滤清了的流体出口156，这将在下面详述。
图9中的滤芯172具有第一和第二端帽176和178，过滤介体180安装在它们之间。在所示的实施例中，过滤介体180是折褶的过滤介体182。在这一过滤器组件用作燃油过滤器组件140时，过滤介体180可针对燃油过滤器来选择，可以是纤维素材料的、合成材料的、或它们的混合物。燃油过滤器的过滤介体一般是高效的而且处理成能够把水从燃油分离出去。从图10可以看见，第二或底端帽178和壳体152的底壁186之间有一个腔室184。腔室184可供从燃油里分离出来的水积存在其内。如上所述，水位传感器160安装成能检测腔室184里的水位，因而可以方便地把水通过泄放阀门158放掉。
与第一实施例一样，滤芯172具有密封结构188，其建立滤芯172和中心管190之间的密封接合。这一实施例中的密封结构188做成为类似于滤芯28的结构60。也就是说，具有被保持在直接邻接端帽176和178的环193和194里的第一和第二密封件191和192。密封件191和192形成滤芯172和中心管190之间的可释放的密封196和197。
还是看图9和10，燃油过滤器组件140包括一个竖立管装置200。这一实施例中的竖立管装置200是一个大致管状的结构201，其描绘为竖立管构件204。竖立管构件204允许被滤清了的流体通过被滤清了的流体出口156流进相应的通道。
还是看图9，一个管状构件202围绕着竖立管构件204。管状构件202包括有一个流体通孔208的侧壁206。流体通孔208允许在维护中未被过滤的流体从过滤介体180的上游侧并且最终通过相应的通道泄放到泄放口170。虽然还将在下文更详细说明，但是图12已经表示出允许未被过滤的流体从中通过的流体通孔208。
在图10和11中可以看见，竖立管构件204有助于把滤芯172轴向地支承在壳体内。某些系统中的尤其是用于燃油系统的滤芯172最好是留有空间地安装在壳体152里，以便有一个可积存流体(例如被从燃油里分离出来的水)的腔室184。为了提供在壳体152里的轴向支承，管状构件202从壳体底壁186延伸出一个预定的距离。这个距离是根据想要流体积存腔室184具有多大容积来确定。在图10和11中可以看见，管状构件202的轴向端面203顶在滤芯172的密封件保持环194上。滤芯172和管状构件202的这种机械接触可为滤芯172提供在壳体152里的轴向支承。换言之，管状构件202的端面203对滤芯172起止动件作用。
还是看图9，从管状构件202的侧壁206伸出一个侧导管构件210。侧导管构件210是放气结构和泄放结构的一部分，这将在下文说明。侧导管构件210具有一个开着的通道212(见图11和12)，该通道连通于通向泄放口170的泄放通道214。
还是看图9，竖立管构件204是一个非圆形截面的构件216，后者内形成一个清洁流体通道218(见图10)。非圆形截面的构件216的特殊形状与中心管190相互协同而允许清洁的流体流进流体通道218，同时允许由中心管190形成放气通道220的通路(见图11和13)。在所示的实施例中，竖立管构件204的截面形状类似于圆顶的V形，或有点儿像两臂外张的U形，或香蕉形。尽管竖立管构件204可以有各种形状的截面，但应该是不规则形状的，以便形成放气通道220。
竖立管构件204具有开口端222，其允许被滤清了的流体流进清洁流体通道218。与开口端222相反的是第二开口端224(见图10)，其连通于通向出口156的通道226。从图10可以看出流体是怎样地通过折褶的过滤介体182而被过滤，怎样流过中心管190的多孔部分，流过竖立管构件204的开口端222，进入清洁流体通道218，从第二开口端224流出，进入通道226，以及从出口156流出。
现在来看图9-14，更详细地说明中心管190。这一实施例中的中心管190不同于前一实施例中的中心管30。这一实施例中的中心管190构造成使这一燃油过滤器组件具有一个自动放气结构。放气是燃油过滤器组件140所必需的，因为空气可从两个途径进入燃油系统。首先，各种类型的燃油里都混有空气。空气会分离出来而上升到燃油过滤器组件140的顶部。空气进入燃油过滤器组件140的第二条途径是出现在维护中。在把维修用顶盖150重新装到壳体152上时，会有空气留在壳体152里。不能让空气流到燃油喷射器。因此，要把燃油过滤器组件140设计成具有自动放气系统228(见图11)。放气系统228允许所有空气流向壳体152的顶部221(见图11)，随着某些流体(燃油)一起旁通流过过滤介体180而进入放气通道220并进入泄放通道214。
从图11可以看见，中心管190具有包括多孔部分230和非多孔部分232的外壁。多孔部分230形成内通道231(见图14)并与竖立管构件204使被过滤了的流体流到开口端222，进而流进清洁流体通道218。非多孔部分232形成通气通道220。通气通道220从中心管190的部分封闭的端部234延伸到相反的端部236(见图11和14)。部分封闭的端部234是一个具有泄放孔240的端壁238。注意：图13和14表示出的中心管190没有连接在其上的端块241。端块241包括带有泄放孔240的端壁238。泄放孔240使放气通道220和在过滤介体180的上游侧的容纳未被过滤流体的空间242之间流体连通。注意：泄放孔240是几乎在或就在燃油过滤器组件140的顶上，以使其最靠近壳体152里的任何空气。
从图9和11可以看见，中心管190具有一个靠近底端236的通气孔244。通气孔244建立通气通道220和侧导管构件210之间的流体连通。中心管190具有一对密封件246和247，它们建立中心管190和管状构件的围绕侧导管构件210的部分之间的密封。密封件246和247可确保在正常过滤工作中泄放通道214密封地封闭于壳体152里的其它流体流。在维护中密封件246和247被释放而允许泄放通道214开通于未被过滤的流体。
现在看图13和14，在所示的这一实施例中，可以看见，中心管190具有一个壁或隔板249，它把中心管190的内部分隔成通气通道220和流入通道231。隔板249的横截面的形状匹配于竖立管构件204的截面形状。在所示的实施例中，这一形状是圆顶的V形的，或有点儿像两臂外张的U形的，或香蕉形的。当然，可以用其它的形状。从图11-14可以看出，中心管190的一段260是没有孔的。这一段260的尺寸定为使这一段处在滤芯172的安装部位和壳体152的底端186之间。除放气孔244之外，这一段260是没有别的孔的。在图13和14中，可以看出流进通道231有一个什么样的端壁262，其用于阻止未被过滤的流体流向通气通道220。
从图11可以看出，容纳未被过滤流体的空间242里的流体的一小部分包括任何空气混合物是怎样被允许旁通流过过滤介体180而从泄放口240流出。从那里，含有空气的一小部分流体流进通气通道220并通过放气孔244流出中心管190。从那里其流进侧导管构件210，并随后流过泄放通道214和泄放口170。
与第一实施例相同，燃油过滤器组件140包括在中心管190和维修用顶盖150之间的卡环结构250。卡环结构250允许维修用顶盖150被转动，而同时中心管190保持不转动。卡环结构250也使得并能够在拆出维修用顶盖150时把中心管190一并拆出。在拆出维修用顶盖150时，卡环结构250保持中心管190与之在一起，同时中心管190还拉出滤芯172。卡环结构250包括一个在维修用顶盖150上的滑动环252和多个与滑动环252配对啮合的钩形突缘254。各个钩形突缘254是互相间隔的，以允许流体从它们之间流过而流到泄放孔240。在所示的实施例中，各个钩形突缘254是端块241的一部分并且是从壁238向上伸出。
在使用中，燃油过滤器组件140按下述工作。将要被过滤的流体通过进口154进入燃油过滤器组件140。从那里流体流进容纳未被过滤流体的空间(unfiltered fluidvolume)242。流体(在这一例子中是燃油)流过过滤介体180。燃油中的任何水份被从燃油分离出来并依靠重力进入滤芯172下面的腔室184。最终，水位传感器160会指示出燃油过滤器组件140需要放水，于是泄放阀门158被打开而允许腔室184里的水泄放出去。
未被过滤的燃油流过过滤介体180并流过中心管190的多孔部分230。从那里，被过滤了的燃油流过竖立管构件204的开口端222。然后，被滤清了的燃油流进清洁流体通道218，流进通道226，最后通过出口156流出壳体152。
在工作过程中，可能含有空气的某些燃油积存在壳体152的顶部221。这些空气、燃油、或空气/燃油混合物从各个钩形突缘之间流过而进入泄放孔240。从那里，这些流体在放气通道220(见图11)里流动并流过放气孔244。然后，这些流体流进侧导管构件210，流进通道212并流进泄放通道214。这些流体通过泄放口170流出泄放通道214。由于具有密封件246和247，壳体152里的其它流体被阻止流进泄放通道214。
为了维护燃油过滤器组件140，应把维修用顶盖150从壳体152拆出。为此，应相对于壳体152转动维修用顶盖150，使螺纹啮合部分168脱离。在维修用顶盖150被转动的过程中，由于具有卡环结构250，中心管190保持固定或不转动。在维修用顶盖150和中心管190被沿直线或轴向地从壳体152拆出的过程中，密封246和247被释放而打开泄放通道214。未被过滤的燃油从容纳未被过滤流体的空间242流过管状构件202上的流体开口208进入侧导管构件210，再进入泄放通道214，并通过泄放口170流出壳体152。被过滤了的燃油仍然在竖立管构件204里或慢慢地通过清洁流体通道218泄放并通过出口156流出。原来在放气通道220里的任何流体将流过泄放通道214并通过泄放口170流出壳体152。
然后，可把维修用顶盖150连同连接于它的中心管190和滤芯172一起整个地从壳体152拆出来。通过把滤芯172从中心管190上拉下来，释放中心管190上的密封196和197，就可更换滤芯172。然后，把一个新的滤芯172安装到中心管190上。为此，把那个新的滤芯滑套到中心管190上直到密封196和197在中心管190上可工作地安装到位。
然后，把维修用顶盖150连同连接于它的中心管190和新的滤芯172一起可工作地装入壳体152。为此，把中心管190套在竖立管装置200上，将其下端插进管状构件202里但套在竖立管构件204的外面。通过相对于壳体152转动维修用顶盖150使螺纹啮合部分重新啮合。这可转动维修用顶盖150，但由于具有卡环结构250，不会使中心管190和滤芯172转动。使螺纹部分继续啮合直到密封件246和247建立起密封而将泄放通道214封闭于未被过滤的流体。把泄放通道214打开到使一个小的流量流过放气通道。至此，燃油过滤器组件140就做好了进行过滤的准备。
C. 图15-17的实施例
图15-17中，一个装置300包括共用同一个壳体306的过滤器组件302和曲轴箱通气过滤器304。过滤器组件302可以是本文所讨论的任何型式的过滤器组件，包括过滤器组件20。过滤器组件302和曲轴箱通气过滤器304互相靠得很近(例如，间隔小于12英寸，典型地小于6英寸)，使得两者共用的壳体可以用一单个模具来成形。在所示的实施例中，过滤器组件302有壳体308，而曲轴箱通气过滤器304有壳体310。壳体308和壳体310一起构成壳体306。在所示的实施例中，过滤器组件302和曲轴箱通气过滤器304之间没有共用的过滤室。确切地说，壳体308和310是用一单个模具一起成形的而构成壳体306。这从图17可以看出来。
壳体306具有一个安装突缘312。借助安装突缘312可把装置300安装到发动机的一个部位上，以便发动机与过滤器组件302和曲轴箱通气过滤器304之间有相应的输入和输出。安装突缘312上具有螺栓或其它适当的紧固件可穿过的安装孔314，以便安装装置300。如图15所示，安装突缘312具有进口316、出口317以及泄放口318。进口316允许流体诸如润滑油流进过滤器组件302。过滤器组件302里装有可对流体进行过滤的滤芯，例如滤芯28。然后，被滤清的流体从出口317流出以供发动机使用。在对过滤器组件302进行维护时，可通过泄放口318把过滤器组件302里的流体泄放出去。
安装突缘312上还有一个连通曲轴箱通气过滤器304的进口320。来自发动机曲轴箱的吹除气体通过进口320进入曲轴箱通气过滤器304。在其中吹除气体被过滤，而后被滤清的气体从曲轴箱通气过滤器304出来经气体出口322流出。
从图16可以看出共用壳体306的连接部分是怎样把壳体308和壳体310连接起来的。
过滤器组件302可以制成为上面参照图2-6所描述的过滤器组件。照此，所示的过滤器组件302具有一个与壳体308螺纹啮合的维修用端盖326。从图17可以看出过滤器组件302的滤芯328是怎样可工作地安装在中心管330上。为了维护过滤器组件302，可把维修用端盖326连同连接于其上的中心管330从壳体308拆出来。随后可把滤芯328从中心管330上拆下来而更换之。
所示的曲轴箱通气过滤器304可以是2003.11.17提交的待审批的PCT申请US03/36835中所描述的那种型式的，该申请要求对2002.11.18提交的美国临时专利申请60/427.510有优先权。这两个专利申请本文都引用。一般地说，曲轴箱通气过滤器304过滤来自曲轴箱的吹除气体，通过凝聚而除去气体中的那些润滑油，而后再除去气体里的垃圾。被凝聚的润滑油返回到曲轴箱，而被过滤了的气体一般是回到发动机的空气滤清器。
图17表示出曲轴箱通气过滤器304的一个示例性实施例的内部零件。所示的这种曲轴箱通气过滤器304包括一个紧固于壳体310的维修用端盖340。为了维护曲轴箱通气过滤器304，可把维修用端盖340从壳体310拆下来。图17所示的实施例把曲轴箱通气过滤器304描绘为一个顶部拆装的结构。
在壳体310里，具有一个可卸下并可更换的过滤元件342。所示的过滤元件342是一个两级过滤元件344。第一级346的作用是凝聚吹除气体里的润滑油或任何流体。第二级348的作用是除去气体中的颗粒物和任何垃圾。在各较佳实施例中，第一级346包括纤维素材料的过滤介体盘卷350，而第二级348包括折褶的筒状过滤介体352。
曲轴箱通气过滤器304工作时接收通过进口320来自发动机曲轴箱的吹除气体。气体先通过第一级346。第一级346工作时把吹除气体里的任何液体诸如润滑油凝聚出来。被凝聚出来的液体依靠重力向下滴落到区域354，再从这里通常是泄放到发动机的油池或曲轴箱。从第一级346，气体继续流过可渗透的内管356。随后从内管346的端部358流出并绕流过端部358，进入第二级介体348的上游侧和内管356之间的通路。从那里，气体流过折褶的过滤介体352，其中的沾染物和垃圾被滤除。被滤清的空气进入区域360并从气体出口322流出。区域360可以装有阀门。

Claims (24)

1.一种用于维护一种流体过滤器组件的方法，所述流体过滤器组件的壳体具有一个可卸下的维修用端盖，以及所述壳体里装有一个可卸下出并可更换的滤芯，所述方法包括：
a.从所述壳体拆下所述维修用端盖，并随所述维修用端盖一起拆出中心管，以及打开壳体的泄放流动通路；
i.所述随拆下所述维修用端盖拆出中心管的步骤包括从所述壳体里拆出所述滤芯，所述滤芯是可卸下地固定于所述中心管；
b.从所述中心管上拆下所述滤芯；
c.把一个新的滤芯可工作地安装在所述中心管上；
d.把所述维修用端盖连同装有新的滤芯的所述中心管一起可工作地安装到所述壳体里，把所述泄放流动通路封闭。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
a.所述随同所述维修用端盖拆出所述中心管以打开泄放流动通路的步骤包括：
i.使所述中心管运动以释放所述中心管和所述壳体的各部分之间的密封结构而打开所述壳体的所述泄放流动通路。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
a.所述使所述中心管运动以释放所述中心管和所述壳体的各部分之间的密封结构而打开所述壳体的所述泄放流动通路的步骤包括：
i.使所述中心管相对于所述壳体里的一个管状构件运动以释放所述中心管和所述管状构件之间的密封从而允许流体通过所述泄放流动通路泄放。
4.如权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，其特征在于：
a.所述从所述壳体拆下所述维修用端盖并随之一起拆出中心管的步骤包括相对于所述壳体转动所述维修用端盖而同时所述中心管保持不转动。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：
a.所述中心管是用一个卡环结构连接于所述维修用端盖；以及
b.所述从所述壳体拆下所述维修用端盖并随之一起拆出中心管的步骤包括相对于所述壳体转动所述维修用端盖而允许所述中心管上的所述卡环结构沿着所述维修用端盖上的一个滑动环表面滑动，以使所述中心管能够在所述维修用端盖被转动时保持不转动。
6.如权利要求1-5中的任一权利要求所述的方法，其特征在于：
a.所述从所述壳体拆下所述维修用端盖并随之一起拆出中心管的步骤包括通过相对于所述壳体转动所述维修用端盖使所述维修用端盖和所述壳体之间的螺纹啮合脱离。
7.如权利要求1-6中的任一权利要求所述的方法，其特征在于：
a.从所述中心管上拆下所述滤芯包括释放所述滤芯和所述中心管之间的密封结构，并滑动所述滤芯而使之脱离所述中心管。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：
a.所述滤芯包括装在第一端帽和第二端帽之间的筒状的过滤介体构造；
以及
b.所述释放所述滤芯和所述中心管之间的密封结构的步骤包括释放邻近所述第一端帽的第一密封和释放邻近所述第二端帽的第二密封。
9.一种采用一种过滤器的过滤方法，这种过滤器具有可卸下并可更换的滤芯，这种过滤器的壳体具有一个可卸下的维修用端盖，拆下所述维修用端盖就可接近所述滤芯，所述方法包括：
a.使将被过滤的流体：
i.进入里面装有所述可卸下并可更换的滤芯的所述壳体，所述滤芯具有筒状的过滤介体区域，所述筒状的过滤介体区域是安装在一个中心管上，该中心管具有可渗透的壁并且所述壁的一部分上具有多个流体开口；
A.所述中心管是可卸下地安装于所述维修用端盖；
ii.流过所述筒状的过滤介体区域；
iii.流过所述中心管壁上的所述流体开口；以及
iv.进入一个清洁流体流动通路；
b.通过把所述滤芯可卸下地密封于所述中心管来阻止流体旁通流过所述过滤介体；以及
c.通过把所述中心管可卸下地密封于所述过滤器壳体的几个其它部分来阻止流体流进泄放通路。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：
a.所述通过把所述中心管可卸下地密封于所述过滤器壳体的几个其它部分来阻止流体流进泄放通路的步骤包括把所述中心管可卸下地密封于一个安装在所述过滤器壳体里的管状构件。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：
它还包括：a.允许未被过滤的流体的一小部分旁通流过所述过滤介体而流进所述泄放通路。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：
a.所述中心管具有一个位于被过滤了的流体容积和未被过滤的流体容积之间的隔板；以及
b.所述允许未被过滤的流体的一小部分旁通流过所述过滤介体而流进所述泄放通路的步骤包括将未被过滤的流体通过所述中心管和所述维修用端盖之间的一个开口引入所述未被过滤的流体容积。
13.一种流体过滤器组件，它包括：
a.一个有侧壁的壳体，所述壳体有内部容积、开着的进出口、与所述内部容积连通的进口通道、出口通道、以及泄放通道；
i.所述进口通道允许将被过滤的流体进入所述壳体的内部；
ii.所述出口通道为被过滤了的流体提供流出所述壳体的出路；以及
iii.所述泄放通道为流体提供流出所述壳体的出路；
b.一个维修用端盖，其可卸下地安装在所述壳体上而盖住所述进出口；
c.一个可卸下地固定于所述维修用端盖的中心管，所述中心管具有可渗透的壁并且所述壁的一部分上具有多个流体开口；
i.所述多个流体开口连通于所述出口通道；
d.一个滤芯，其可卸下地密封安装于并包围所述中心管；以及
e.位于所述中心管和所述壳体的几个部分之间的密封结构，在所述流体过滤器组件进行过滤工作时，所述密封结构封闭所述泄放通道而使被滤清了的流体不能流进所述泄放通道；
其中，流体通过所述进口通道流进所述壳体，流过所述滤芯，流过所述中心管上的流体开口，以及通过所述出口通道流出所述壳体。
14.如权利要求13所述的流体过滤器组件，其特征在于：
a.所述中心管和所述壳体的几个部分之间的所述密封结构包括围绕所述中心管的第一和第二密封件，以建立所述中心管和所述壳体的邻接所述泄放通道的部分之间的第一和第二密封。
15.如权利要求13或14所述的流体过滤器组件，其特征在于：
a.所述滤芯包括至少一个可建立所述滤芯和所述中心管之间的可除去的密封的密封件。
16.如权利要求13或14所述的流体过滤器组件，其特征在于：
a.所述滤芯包括：
i.一个筒状构造的过滤介体；
ii.第一和第二端帽，所述过滤介体安装在它们之间；
iii.一个邻近所述第一端帽并建立所述滤芯和所述中心管之间的第一可除去的密封的第一密封件；
iv.一个邻近所述第二端帽并建立所述滤芯和所述中心管之间的第二可除去的密封的第二密封件；
17.如权利要求13-16中的任一权利要求所述的流体过滤器组件，其特征在于：
a.所述维修用端盖和所述中心管由一个卡环组件相互可转动地连接在一起。
18.如权利要求17所述的流体过滤器组件，其特征在于：
a.所述卡环组件包括：
i.一个在所述维修用端盖上的向内突的滑动环；以及
ii.多个在所述中心管上的卡合于所述滑动环的钩形突缘。
19.如权利要求17或18所述的流体过滤器组件，其特征在于：
a.所述维修用端盖以其上的螺纹连接于所述壳体；以及
b.所述卡环组件构造成并安装成能够确保在所述维修用端盖相对于所述壳体转动时所述中心管不转动。
20.如权利要求13-19中的任一权利要求所述的流体过滤器组件，其特征在于：
a.所述中心管比所述滤芯长。
21.如权利要求13-20中的任一权利要求所述的流体过滤器组件，其特征在于：它还包括：
a.一个第二过滤器组件，其构造成并安装成能够过滤来自发动机曲轴箱的吹除气体，该第二过滤器组件包括可工作地安装在一个壳体里的一个两级过滤元件；
i.所述第二过滤器组件的壳体和所述流体过滤器组件的壳体是同一个共用的壳体。
22.如权利要求13所述的流体过滤器组件，其特征在于：
它还包括：a.在所述壳体里的一个竖立管装置，所述竖立管装置包括一个非圆形截面的竖立管构件，所述竖立管构件具有一个与所述出口通道流体连通的内部流体通道。
23.如权利要求22所述的流体过滤器组件，其特征在于：
a.所述中心管包括一个把它的内部分隔成第一和第二流动通道的隔板；
i.所述第一流动通道是流体连通于所述内部竖立管流体通道；以及
ii.所述第二流体通道是流体连通于在所述滤芯和所述泄放通道的上游的容纳未被过滤流体的空间。
24.一种流体过滤系统，它包括：
a.用流体工作的发动机；以及
b.如权利要求13-23中的任一权利要求所述的流体过滤器组件，其可工作地安装于所述发动机，用于滤清所述发动机应用的流体。
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