快速連接式過濾器及過濾器組件的制作方法
【專利說明】快速連接式過濾器及過濾器組件
[0001]相關(guān)申請交叉引用
[0002]本申請要求2013年I月11日提交的美國臨時申請第61/751，319號的優(yōu)先權(quán)，其在此通過引用而全部并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開總體屬于過濾領(lǐng)域，更具體地屬于將流體過濾器快速連接至過濾器接頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0004]許多現(xiàn)有的過濾器檢修方法需要工具連接和/或拆下過濾器。另外，有些過濾器需要廢棄處置整個過濾器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]描述了流體過濾器和接頭之間的快速連接機構(gòu)，其允許流體過濾器和接頭之間快速連接/分開。不需要工具且只有濾芯需要被檢修，過濾器殼可被重新使用。在另一個實施例中，整個過濾器在檢修時被廢棄處置且被新的過濾器替換。過濾器更換所需的時間更少。另外，不需要螺紋將過濾器連接至接頭。
[0006]快速連接機構(gòu)通過多個可徑向移動的鎖合件將過濾器殼夾緊在位。鎖合件布置成使得與殼之間有多個，例如至少4個或更多接觸點。當(dāng)過濾器被插入接頭，控制鎖合件的徑向位移的構(gòu)件被轉(zhuǎn)動以徑向地移動鎖合件并將殼鎖合在位。采用合適的密封件來實現(xiàn)外部密封，例如受壓面密封件和/或徑向O形密封件。
[0007]夾緊力來自于徑向位移控制件至鎖合位置的轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動將鎖合件沿徑向方向轉(zhuǎn)移至鎖合位置。當(dāng)徑向位移控制件轉(zhuǎn)動至未鎖合位置，鎖合件可自由移動或被驅(qū)動至未鎖合位置以允許過濾器被拆下。
[0008]在一個實施例中，流體過濾器包括實質(zhì)上圓柱形的殼，該殼界定了內(nèi)部空間。殼包括壁，該壁設(shè)有第一開口端和第二封閉端。周向連續(xù)的，徑向地面向外或面向內(nèi)的鎖合溝緊鄰所述第一開口端形成于殼上。另外，密封件緊鄰開口端，以密封過濾器接頭，過濾件布置在殼的內(nèi)部空間內(nèi)。
[0009]在另一種實施例中，流體過濾系統(tǒng)包括流體過濾器和過濾器接頭，流體過濾器接頭安裝在過濾器接頭上。過濾器接頭包括快速連接機構(gòu)，快速連接機構(gòu)配合鎖合溝，以可拆卸地將流體過濾器連接至過濾器接頭。
[0010]過濾器接頭可包括外殼，流體入口和流體出口，外殼界定了內(nèi)部空間，內(nèi)部空間使用時在其內(nèi)接納流體過濾器的一部分?？焖龠B接機構(gòu)可包括控制件以及多個可徑向地移動的鎖合件，控制件可轉(zhuǎn)動地布置在外殼上以在未鎖合位置和已鎖合位置之間轉(zhuǎn)動?？刂萍浜湘i合件以控制鎖合件的徑向位置。
【附圖說明】
[0011]圖1為過濾器組件的立體圖，其中，該過濾器組件包括流體過濾器，流體過濾器使用本文所述的快速連接機構(gòu)的第一種實施例連接至接頭，快速連接機構(gòu)處于已鎖合位置。
[0012]圖2a為圖1中的過濾器組件的縱向剖視圖。
[0013]圖2b為圖1中的過濾器組件的分解示意圖。
[0014]圖3為沿圖2中線3-3截取的剖視圖。
[0015]圖4為圖1中的過濾器組件的側(cè)視圖。
[0016]圖5為圖1和4中的過濾器組件的仰視圖。
[0017]圖6為過濾器組件的另一種實施例的縱向剖視圖，其中，快速連接機構(gòu)將流體過濾器連接至接頭。
[0018]圖7為圖6中包圍在圓圈A內(nèi)的部分的詳細視圖。
[0019]圖8為沿圖6中線8-8截取的剖視圖。
[0020]圖9為圖6中的過濾器組件的仰視圖。
[0021]圖10為過濾器組件的再一種實施例的縱向剖視圖，其中，快速連接機構(gòu)將流體過濾器連接至接頭。
[0022]圖lla，llb和Ilc分別為圖10中的過濾器組件的接頭的上視圖，下視圖和俯視圖。
[0023]圖12為圖lla-c中的接頭的剖視圖，其中，示出了處于已鎖合位置的鎖合件和徑向位移控制件。
[0024]圖13為接頭的俯視圖，該視圖相似于圖1lc但徑向位移控制件已轉(zhuǎn)動至未鎖合位置。
[0025]圖14為圖13中的接頭的剖視圖，其中，示出了處于未鎖合位置的鎖合件和徑向位移控制件。
[0026]圖15為過濾器組件的縱向剖視圖，其中，過濾器組件包括流體過濾器，流體過濾器使用本發(fā)明所述的快速連接機構(gòu)的另一種實施例連接至接頭，快速連接機構(gòu)處于已鎖合位置。
[0027]圖16為圖15中圓圈B內(nèi)的部分的放大圖。
[0028]圖17為相似于圖16的放大圖但快速連接機構(gòu)處于未鎖合位置。
[0029]圖18為過濾器組件的另一種例子的縱向剖視圖，其中，過濾器組件包括流體過濾器，流體過濾器使用快速連接機構(gòu)連接至接頭，該快速連接機構(gòu)相似于圖15-17所示的快速連接機構(gòu)。
[0030]圖19為圖18中圓圈C內(nèi)的部分的放大圖。
[0031]圖20為過濾器組件的縱向剖視圖，其中，該過濾器組件包括流體過濾器，流體過濾器使用本發(fā)明所述的快速連接機構(gòu)的另一種實施例連接至接頭，快速連接機構(gòu)處于已鎖合位置。
[0032]圖21為圖20中圓圈D內(nèi)的部分的放大圖。
[0033]圖22為過濾器組件的縱向剖視圖，其中，過濾器組件包括流體過濾器，流體過濾器使用本發(fā)明所述的快速連接機構(gòu)的另一種實施例連接至接頭，快速連接機構(gòu)處于已鎖合位置。
[0034]圖23為圖22中圓圈E內(nèi)的部分的放大圖。
【具體實施方式】
[0035]流體過濾器和接頭(head)之間的快速連接機構(gòu)被表述為允許該兩者之間快速連接/分開。流體過濾器和接頭均包括用于實施快速連接機構(gòu)的改進。
[0036]流體過濾器包括殼，周向連續(xù)的面向內(nèi)的或面向外的鎖合溝(locking channel)以及密封件，該鎖合溝設(shè)于殼上用于配合快速連接機構(gòu)，該密封件用于密封過濾器接頭。鎖合溝可具有任何適于配合鎖合元件的結(jié)構(gòu)，例如一般地為半圓形的或矩形的結(jié)構(gòu)，以將過濾器鎖合至接頭。
[0037]快速連接機構(gòu)安裝在接頭上并包括多個可徑向移動的鎖合件。可轉(zhuǎn)動徑向位移控制件安裝在接頭上以控制鎖合件的徑向位移。在本發(fā)明示出的一種實施例及下方描述中，鎖合件為球。在另一種實施例中，鎖合件為銷。然而，鎖合件可具有任何適于將流體過濾器鎖合至接頭的結(jié)構(gòu)。
[0038]首先參照圖1-5，示出了位于流體過濾器10和接頭12之間的快速連接機構(gòu)。該流體過濾器10，接頭12，和/或流體過濾器與接頭之間的連接能夠被用于多種流體系統(tǒng)包括，但不限于，例如在機器諸如柴油機或汽油機上的燃料或油過濾系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)中的液壓流體過濾系統(tǒng)，其他在柴油機或汽油機上的其它發(fā)動機流體過濾系統(tǒng)，以及用于非發(fā)動機應(yīng)用的過濾系統(tǒng)。在一種示例性應(yīng)用中，流體過濾器10被用在燃料系統(tǒng)中以過濾燃料，例如柴油燃料。
[0039]在示出的例子中，流體過濾器10包括殼14，該殼14界定了內(nèi)部空間16?？商鎿Q的濾芯18可拆卸地布置在該內(nèi)部空間內(nèi)。在該實施例中，檢修時，殼14預(yù)計可被重新使用，濾芯18被拆下且被新的濾芯替換。在另一種實施例中，檢修時，整個流體過濾器10被丟棄且被新的殼和濾芯替換，在這種情況下殼和濾芯可被永久地連接在一起或濾芯可從殼上被拆下。
[0040]參照圖2a，2b和3，殼14可由任何適合用于流體過濾器的材料制成。材料的例子包括金屬和塑料。殼14在外形上可為實質(zhì)上圓柱形的，殼14包括壁，該壁設(shè)有第一開口端20以及第二封閉端21。殼14的壁在其大部分長度上具有基本不變的徑向厚度，但設(shè)有增大厚度的部分22，其徑向厚度大于壁的較低部分的厚度，且鄰近開口端20。周向連續(xù)的，實質(zhì)上為半圓形的，徑向地面向外的外部鎖合溝24設(shè)于該增大厚度的部分22。溝24被配置為與快速連接機構(gòu)的鎖合件相配合，其在下文進一步描述。
[0041]殼14還包括緊鄰開口端20的內(nèi)部支架26，該內(nèi)部支架26沿軸向面向接頭12且背對殼的封閉端21。使用時，支架26支撐濾芯18，如下文進一步描述的。
[0042]繼續(xù)參照圖2a和2b，濾芯18包括一圈過濾介質(zhì)30，該過濾介質(zhì)30設(shè)有第一端32和第二端33且包圍具有縱向軸線的中心腔34。端板36固定至第一端32以封閉介質(zhì)30的第一端。端板37也固定至介質(zhì)的第二端33以封閉第二端。在示出的例子中，端板37被封閉以便沒有流體可流過端板37。然而，在一種實施例中，端板37可設(shè)有一個或多個通路以允許借此流過流體和/或允許流體通道構(gòu)件穿過，流體可流過該流體通道構(gòu)件。
[0043]端板36設(shè)有中心開口 38，該中心開口 38與介質(zhì)30的中心腔34相流體連通。支撐件40從端板36的外圍延伸以將端板，從而將濾芯18，支撐在支架26上。支撐件40朝介質(zhì)的第二端延伸且沿徑向向外傾斜至徑向延伸唇42，使用時該徑向延伸唇42擱置在支架26上，如圖2a所示。
[0044]圓形密封墊片44布置在徑向唇42上。墊片44在濾芯和接頭12之間提供密封以防止流體泄露至外部。在示出的實施例中，密封件44避開且沒有布置在鎖合溝24內(nèi)。
[0045]支撐件40設(shè)有多個開口 45，這些開口 45沿中心開口 38徑向向外且沿密封墊片44徑向向內(nèi)，以在接頭12的內(nèi)部空間46與一空間之間提供流體連通，該空間為過濾介質(zhì)30的外側(cè)與殼14的壁之間的空間。在示出的例子中，濾芯被設(shè)計為從外側(cè)向內(nèi)側(cè)流體流動，過濾介質(zhì)30的外側(cè)與殼14的壁之間的空間為未過濾流體側(cè)，中心腔為已過濾流體側(cè)。然而，濾芯可被設(shè)計為從內(nèi)側(cè)向外側(cè)流體流動，中心腔34為未過濾流體側(cè)，過濾介質(zhì)30的外側(cè)與殼14的壁之間的空間為已過濾流體側(cè)。
[0046]轉(zhuǎn)至圖1，2a和2b，接頭12包括外殼49，該外殼49界定了內(nèi)部空間，內(nèi)部空間使用時在其內(nèi)接納流體過濾器10的一部分。該外殼包括流體入口 50和流體出口 52，該流體入口 50與內(nèi)部空間46相流體流通，該流體出口 52通過中心開口 38與中心腔34相流體連通。流體出口柱54包括第一端，該第一端通過螺紋連接至出口 52。板56在第一端和第二端之間固定至出口柱54且從其上徑向延伸。板56包括周界邊緣，該周界邊緣設(shè)有密封件58，密封件58布置在周界邊緣上，使用時該密封件58密封配合過濾接頭12，以隔離要被過濾的流入的流體與流出的