СИСТЕМА ФИЛЬТРАЦИИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Российский патент 2013 года по МПК B01D29/21 B01D35/30 

Настоящей заявкой испрашивается приоритет по патентной заявке США №11/984,503, поданной 19 ноября 2007, которая полностью включена в настоящее описание путем ссылки.

Область техники

[0001] Настоящее описание относится к фильтрам и, более конкретно, к системам фильтрации текучей среды.

Уровень техники

[0002] Патронные фильтры для текучей среды, такие, например, как топливные или масляные фильтры, относящиеся к двигателю, обычно содержат сменный фильтрующий элемент, размещенный в контейнере, который соединен с двигателем резьбовым соединением. Неотфильтрованная текучая среда, например топливо или смазка, поступает в фильтр через впускное отверстие, макрочастицы удаляются из неотфильтрованной текучей среды посредством фильтрующего элемента, и отфильтрованная текучая среда подается в двигатель через выпускное отверстие. Фильтрующий элемент часто содержит в общем цилиндрическую фильтрующую среду, например ткань или другой пористый материал, закрепленный в контейнере посредством по меньшей мере одной торцевой крышки так, что неотфильтрованная текучая среда протекает через фильтрующую среду в общем в радиальном направлении. Торцевая крышка обычно поддерживает и/или фиксирует фильтрующую среду внутри контейнера и относительно впускного и выпускного отверстий. Фильтры для текучей среды обычно также содержат по меньшей мере один уплотнитель, который герметично изолирует впускное и выпускное отверстия для уменьшения или устранения протечки неотфильтрованной текучей среды мимо фильтрующей среды.

[0003] Как правило, фильтрующие элементы таких фильтров для текучей среды часто меняют для уменьшения перепада давления на фильтрующей среде, предотвращения ухудшения уплотнений и/или иных попыток обеспечения нормальной работы фильтра для текучей среды. Для замены фильтрующего элемента контейнер обычно отвинчивают от двигателя, удаляют уплотнения между впускным и выпускным отверстиями, удаляют из контейнера старый фильтрующий элемент, вставляют на его место новый фильтрующий элемент и контейнер повторно привинчивают к двигателю. Оператор, меняющий патрон фильтра, может залить в контейнер текучую среду для предотвращения и/или уменьшения попадания воздуха в систему текучей среды. Эта заливочная текучая среда часто оказывается уже использованной и/или неотфильтрованной текучей средой, и заливка такой текучей среды в контейнер требует большой аккуратности для предотвращения попадания неотфильтрованной текучей среды в технологически последующую область, т.е. на отфильтрованную сторону фильтрующей среды. Кроме того, во время замены патрона фильтра должна быть выполнена надлежащая повторная посадка уплотнений, старых или новых, для обеспечения достаточной герметизации между впускным и выпускным отверстиями и, таким образом, уменьшения протечки неотфильтрованной текучей среды мимо фильтрующей среды. Попадание неотфильтрованной и/или заливочной текучей среды в технологически последующую область фильтрующей среды из-за недостаточной герметизации и/или небрежности оператора может привести к повреждению по меньшей мере одного компонента двигателя во время его эксплуатации.

[0004] В патенте США №6,554,140 (далее "патент ′140"), выданном Steger, Jr и др., раскрыта сборочная единица для фильтра, содержащая внешнее уплотнение, которое формирует уплотнение между внешней оболочкой и основанием фильтра, и внутреннее уплотнение, которое формирует уплотнение между торцевой крышкой и основанием фильтра. Сборочная единица для фильтра привинчена к основанию фильтра посредством гайки в форме пластины, которая прижимает внешнее уплотнение к основанию фильтра. Сборочная единица для фильтра также содержит фильтрующий элемент, в котором неотфильтрованная текучая среда вытекает из прохода для неотфильтрованной текучей среды в радиальное пространство между внешней оболочкой и фильтрующим элементом, затем неотфильтрованная текучая среда протекает через фильтрующий элемент во внутренний проход, и в результате отфильтрованная текучая среда протекает в проход для отфильтрованной текучей среды.

[0005] В патенте ′140 предложено уплотнение между сборочной единицей для фильтра и основанием фильтра посредством внешнего уплотнения, которое может обеспечить уплотнение для минимизации протечки текучей среды через соединение между проходом для отфильтрованной текучей среды и внутренним каналом посредством внутреннего уплотнения. Однако для реализации решения, предложенного в патенте ′140, могут потребоваться многочисленные компоненты для этих уплотнений, усложняющие сборочную единицу и совмещение, для изготовления которых может потребоваться применение высоких допусков на изготовление и/или потенциальное снижение достаточности уплотнения. Дополнительно, повторное соединение сборочной единицы для фильтра, предложенной в патенте ′140, к основанию фильтра и установка внутреннего и внешнего уплотнений могут потребовать использования уникальной пластинчатой гайки со специальной конфигурацией, обеспечивающей надлежащее совмещение монтажного устройства с основанием фильтра и надлежащие повторную герметизацию и повторную установку сборочной единицы для фильтра.

[0006] Настоящее описание направлено на преодоление по меньшей мере одного из недостатков, сформулированных выше.

Сущность изобретения

[0007] В одном аспекте настоящее описание направлено на торцевую крышку. Торцевая крышка содержит первый пластинчатый элемент, содержащий радиальную внутреннюю часть, радиальную внешнюю часть и задающий продольную ось. Торцевая крышка также содержит фланец, расположенный между радиальными внутренней и внешней частями первого пластинчатого элемента и выступающий в осевом направлении вдоль продольной оси в первом направлении. Торцевая крышка также содержит первый изолирующий элемент, расположенный рядом с фланцем. Первое уплотнение содержит первую часть, которая контактирует с обращенной в осевом направлении поверхностью первого пластинчатого элемента, и вторую часть, которая контактирует с обращенной в радиальном направлении поверхностью фланца. Торцевая крышка дополнительно содержит второй пластинчатый элемент, расположенный радиально снаружи радиальной внешней части, и второй изолирующий элемент, расположенный рядом со вторым пластинчатым элементом, по меньшей мере часть которого расположена на расстоянии в осевом направлении от обращенной в осевом направлении поверхности первого пластинчатого элемента во втором направлении вдоль продольной оси, противоположной первому направлению.

[0008] В другом аспекте настоящее описание направлено на устройство для герметичного соединения фильтрующей среды с системой фильтрации, содержащее основание, контейнер и выпускное отверстие. Торцевая крышка содержит корпус, содержащий имеющую по существу кольцевую форму первую перегородку, содержащую радиальную внутреннюю часть, радиальную внешнюю часть и продольную ось. Устройство также содержит первый изолирующий элемент, выполненный с возможностью образования первого обращенного в радиальном направлении герметичного барьера относительно первой обращенной в радиальном направлении поверхности, относящейся к выпускному отверстию, по меньшей мере часть которой расположена на первом осевом расстоянии от фильтрующей среды. Устройство также содержит второй изолирующий элемент, выполненный с возможностью образования обращенного в радиальном направлении герметичного барьера относительно второй обращенной в радиальном направлении поверхности, относящейся к основанию и расположенной на втором осевом расстоянии от фильтрующей среды. Второе осевое расстояние меньше первого осевого расстояния.

[0009] В другом аспекте настоящее описание направлено на сборку для фильтра. Сборка для фильтра содержит фильтр, задающий продольную ось. Сборка для фильтра также содержит первый изолирующий элемент, выполненный с возможностью образования первого обращенного в радиальном направлении герметичного барьера. По меньшей мере часть первого изолирующего элемента в осевом направлении расположена на первом расстоянии от фильтра. Сборка для фильтра дополнительно содержит второй изолирующий элемент, выполненный с возможностью образования второго обращенного в радиальном направлении герметичного барьера, расположенного радиально снаружи первого обращенного в радиальном направлении герметичного барьера. Второй изолирующий элемент расположен в осевом направлении на втором осевом расстоянии от фильтра. Второе осевое расстояние меньше первого осевого расстояния.

[0010] Еще в одном аспекте настоящее описание направлено на систему фильтрации. Система фильтрации содержит основание, имеющее впускное отверстие, выпускное отверстие и продольную ось. Выпускное отверстие расположено радиально внутри впускного отверстия относительно продольной оси. Система фильтрации также содержит контейнер, соединенный с основанием посредством резьбы. Система фильтрации также содержит фильтрующую среду, расположенную радиально внутри контейнера относительно продольной оси. Система фильтрации дополнительно содержит торцевую крышку, содержащую первый перегородочный элемент, имеющую по существу кольцевую форму, и по меньшей мере одно отверстие, расположенное радиально снаружи первого перегородочного элемента. Система фильтрации также содержит первый изолирующий элемент, соединенный с торцевой крышкой и выполненный с возможностью радиального прижатия по меньшей мере к части основания. Система фильтрации дополнительно содержит второй изолирующий элемент, соединенный с торцевой крышкой и выполненный с возможностью радиального прижатия к выпускному отверстию.

Краткое описание чертежей

[0011] На фиг.1 схематически показан разрез фильтра для текучей среды в соответствии с одним из примеров в раскрытии настоящего технического решения.

[0012] На фиг.2 схематически показана торцевая крышка фильтра для текучей среды, показанного на фиг.1, согласно одному из примеров.

Подробное описание

[0013] На фиг.1 показана примерная система 10 фильтрации текучей среды. Система 10 фильтрации может содержать основание 12, контейнер 14, сборку 16 для фильтра и продольную ось 18. Система 10 может представлять собой один из нескольких компонентов системы текучей среды (не показана) и может быть выполнена с возможностью приема неотфильтрованной текучей среды по меньшей мере от одного технологически предыдущего компонента системы текучей среды, захвата частиц, взвешенных в неотфильтрованной текучей среде, т.е. фильтрации текучей среды, и подачи отфильтрованной текучей среды по меньшей мере одному технологически последующему компоненту систем текучей среды. Система текучей среды может содержать систему текучей среды любого типа, например систему подачи топлива, систему смазки и/или охлаждающую систему, и может быть оперативно связана или не связана с двигателем (не показан). Дополнительно, система 10 может быть выполнена с возможностью фильтрации текучей среды любого типа, такой, например, как бензин, дизельное топливо, смазочные материалы, вода, хладагент и/или текучая среда любого другого типа. Также предусмотрено, что текучая среда в системе текучей среды может быть герметизирована или не герметизирована, и если герметизирована, то с любым давлением.

[0014] Основание 12 может содержать внешнюю стенку 20 и установочную часть 22. Внешняя стенка 20 может иметь по существу цилиндрическую форму и может содержать внутреннюю резьбу 21, выполненную с возможностью резьбового взаимодействия с наружной резьбой 31, которую содержит контейнер 14. Установочная часть 22 может быть выполнена с возможностью соединения системы 10 фильтрации, например, с двигателем по меньшей мере через одно болтовое отверстие (не обозначено). Основание 12 дополнительно может содержать впускное отверстие 24 и выпускное отверстие 26. Впускное отверстие 24 может быть выполнено с возможностью приема неотфильтрованной текучей среды по меньшей мере от одного технологически предыдущего компонента системы текучей среды и может быть выполнено с возможностью направления неотфильтрованной текучей среды в сборку 16 для фильтра. В частности, впускное отверстие 24 может содержать в общем кольцевой зазор в основании 12 и относительно продольной оси 18. Выпускное отверстие 26 может быть выполнено с возможностью приема отфильтрованной текучей среды от сборки 16 для фильтра и направления отфильтрованной текучей среды по меньшей мере к одному технологически последующему компоненту системы текучей среды. В частности, выпускное отверстие 26 может содержать в общем цилиндрическое пространство относительно продольной оси 18 и может быть расположено радиально внутри впускного отверстия 24. Предполагается, что каждое из впускного отверстия и выпускного отверстия 24, 26 может определять пространство в пределах основания 12, имеющее любую форму и/или контур, например многогранник.

[0015] Контейнер 14 может содержать внешнюю стенку 28 и торцевую стенку 30. Внешняя стенка 28 может иметь по существу цилиндрическую форму и может содержать внешнюю резьбу 31, выполненную с возможностью резьбового взаимодействия с внутренней резьбой 21, которую содержит основание 12. Торцевая стенка 30 может быть расположена в конце внешней стенки 28 противоположно внешней резьбе 31. Внешняя стенка 28 и торцевая стенка 30 могут в общем формировать внутреннюю полость, выполненную с возможностью содержания сборки 16 для фильтра. Предполагается, что каждая из внутренней резьбы 21 и внешней резьбы 31 может проходить в направлении соответственно по часовой стрелке или против часовой стрелки. Также предполагается, что контейнер 14 может содержать любое традиционное дренажное отверстие (не обозначено), которое может быть выполнено с возможностью облегчения дренажа текучей среды из контейнера 14 и/или может содержать любой традиционный предохранительный клапан (не показан) для ограничения давления текучей среды в системе текучей среды. Подразумевается, что взаимодействие между внутренней резьбой 21 и внешней резьбой 31 и результирующее фрикционное взаимодействие между ними известны в уровне техники, и, таким образом, дополнительно не описаны.

[0016] Сборка 16 для фильтра может содержать первую торцевую крышку 32 и фильтрующую среду 34. Первая торцевая крышка 32 может быть расположена рядом с основанием 12 и может быть выполнена с возможностью поддержки фильтрующей среды 34 внутри и относительно контейнера 14 и обеспечивать уплотнения между основанием 12 и контейнером 14 и между впускным отверстием 24 и выпускным отверстием 26 соответственно. Фильтрующая среда 34 может быть выполнена с возможностью захвата макрочастиц и/или других частиц, взвешенных в текучей среде, и может иметь в общем форму цилиндра, размещенного вокруг и проходящего вдоль продольной оси 18. Сборка 16 для фильтра также может содержать втулку 36 и вторую торцевую крышку 38. Втулка 36 может содержать в общем цилиндрическую трубку, расположенную радиально внутри или снаружи фильтрующей среды 34, и может содержать по меньшей мере одну перфорацию 37, выполненную с возможностью прохода через нее текучей среды, например, от фильтрующей среды 34 к внутреннему пространству 40 (как проиллюстрировано на фиг.1). Первый конец втулки 36, расположенный рядом с основанием 12, может взаимодействовать, т.е. находиться в контакте, с первой торцевой крышкой 32, и второй конец втулки 36, расположенный рядом с торцевой стенкой 30 контейнера 14, может взаимодействовать, т.е. находиться в контакте, со второй торцевой крышкой 38. Вторая торцевая крышка 38 может быть расположена рядом с торцевой стенкой 30 контейнера 14 и может быть выполнена с возможностью поддержки фильтрующей среды 34 внутри и относительно контейнера 14. Предусматривается, что вторая торцевая крышка 38 может взаимодействовать с внутренней поверхностью внешней стенки 28 и/или торцевой стенкой 30 контейнера 14. Также предусмотрено, что фильтрующая среда 34 может содержать любые фильтрующие материал и/или среду, известные в уровне техники, такие, например, как ткань или другой пористый материал, и может быть плиссирован или не плиссирован. Также предусмотрено, что первая и вторая торцевые крышки 32, 38 и втулка 36 могут быть выполнены из любого подходящего материала, такого, например, как полимер или другой пластик, и могут быть изготовлены формованием под давлением. Дополнительно предусмотрено, что перфорация 37 может иметь любую форму, размер и/или количество и что втулка 36 может быть в качестве варианта удалена.

[0017] На фиг.1 и 2 показана первая торцевая крышка 32, которая может содержать внешний изолирующий элемент 42, выполненный с возможностью обеспечения герметизации текучей среды между основанием 12 и контейнером 14, и внутренний изолирующий элемент 44, выполненный с возможностью обеспечения герметизации текучей среды между впускным отверстием 24 и выпускным отверстием 26. В частности, первая торцевая крышка 32 может содержать корпус, содержащий имеющую в общем кольцевую форму первую стенку 46, имеющую в общем цилиндрическую форму вторую стенку 48, расположенную рядом с радиальной внешней частью, например внешним краем первой стенки 46, и имеющую в общем цилиндрическую форму третью стенку 50, расположенную рядом с радиальной внутренней частью, например внутренним краем первой стенки 46. Первая стенка 46 может иметь форму пластины, в общем перпендикулярной оси 18. Вторая и третья стенки 48, 50 могут в общем проходить вдоль, т.е. могут быть в общем параллельными продольной оси 18, в направлении А, например, к торцевой стенке 30 контейнера 14. Первая торцевая крышка 32 также может содержать в общем цилиндрический фланец 52, расположенный между внутренней и внешней частями первой стенки 46 и в общем проходящий вдоль продольной оси 18 в направлении В, по существу противоположном направлению А, например, от торца 30 контейнера 14. Первая торцевая крышка 32 также может содержать имеющую в общем цилиндрическую форму четвертую стенку 54, расположенную радиально снаружи от первой стенки 46 посредством ряда кронштейнов 56 (как более ясно показано на фиг.2) и в общем проходящую вдоль продольной оси 18 в направлении А. Кронштейны 56 могут иметь любую форму, длину и/или количество и могут формировать отверстия 57, имеющие любую форму, длину и/или количество, между смежными кронштейнами. Первая торцевая крышка 32 также может содержать имеющую в общем кольцевую форму пятую стенку 58, выходящую в общем радиально из первого конца четвертой стенки 54 во внешнем направлении, в общем перпендикулярном оси 18. Второй конец четвертой стенки 54 может быть выполнен с возможностью приспособления в пазу 60, сформированном во внутренней поверхности основания 12. Предусматривается, что паз 60 может быть по существу комплементарным для круговой формы четвертой стенки 54. Также предусматривается, что осевой конец выпускного отверстия 26, расположенный рядом с торцевой крышкой 32, может входить в контакт с первой стенкой 46 в радиальном месте расположения фланца 52, т.е. радиально ближе к оси 18, и может содержать скос, скругление, конусность на внутренней и/или внешней поверхности и/или иметь любую другую форму, выполненную с возможностью обеспечения перемещения внутреннего изолирующего элемента 44 мимо осевого конца выпускного отверстия 26, например, при замене оператором сборки 16 для фильтра, как будет описано более подробно далее. Дополнительно предусматривается, что торцевая крышка 32 может быть прочно соединена или не соединена с фильтрующей средой 34 и/или может содержать любое устройство, выполненное с возможностью установки уплотнения для герметизации текучей среды относительно основания 12 и выпускного отверстия 26, такое, например, как переход, выполненный с возможностью соединения верхней пластины и/или другой торцевой крышки с основанием 12 посредством резьбового соединения.

[0018] Внешний изолирующий элемент 42 может быть расположен рядом с внешним краем пятой стенки 58, выполнен с возможностью радиального охвата внешнего края пятой стенки 58 и может быть интегрирован с пятой стенкой 58 и, таким образом, с первой торцевой крышкой 32. В частности, внешний изолирующий элемент 42 может быть выполнен с возможностью обеспечения герметизации текучей среды относительно основания 12 и контейнера 14 и, таким образом, внешней окружающей среды в результате его сжатия между обращенной в осевом направлении поверхностью основания 12 и обращенной в осевом направлении поверхностью контейнера 14. Обращенная в осевом направлении поверхность может, например, содержать поверхность, которая в общем не параллельна оси 18, например поверхность, которая может быть в общем перпендикулярной оси 18. Внешний изолирующий элемент 42 может содержать круговую внешнюю поверхность, имеющую первую и вторую части, соответственно выполненные с возможностью образования ориентированных в осевом направлении герметичных барьеров между, например, обращенной в осевом направлении поверхностью основания 12 и обращенной в осевом направлении поверхностью контейнера 14. Кроме того, основание 12 может содержать на своей внутренней поверхности углубление (не обозначено), комплементарное к форме внешнего изолирующего элемента 42.

[0019] Внутренний изолирующий элемент 44 может быть расположен радиально внутри фланца 52 и радиально снаружи выпускного отверстия 26 и может быть интегрирован с фланцем 52 и, таким образом, с первой торцевой крышкой 32. В частности, внутренний изолирующий элемент 44 может быть выполнен с возможностью обеспечения герметизации текучей среды между впускным и выпускным отверстиями 24, 26 в результате его сжатия между обращенной в радиальном направлении внутренней поверхностью фланца 52 и обращенной в радиальном направлении внешней поверхностью выпускного отверстия 26. Обращенная в радиальном направлении поверхность, например, может содержать поверхность, которая в общем не перпендикулярна оси 18, например поверхность, которая может быть в общем параллельна оси 18. Внутренний изолирующий элемент 44 может содержать круговую внешнюю поверхность, имеющую первую и вторую части, соответственно выполненные с возможностью взаимодействия с обращенной в осевом направлении поверхностью первой стенки 46 и обращенной в радиальном направлении поверхностью фланца 52. Кроме того, круговая внешняя поверхность внутреннего изолирующего элемента 44 может содержать третью часть, выполненную с возможностью образования обращенного в радиальном направлении герметичного барьера относительно выпускного отверстия 26. Предполагается, что фланец 52 может по меньшей мере частично окружать по меньшей мере часть выпускного отверстия 26 и внутренний изолирующий элемент 44 соответственно так, что внутренний изолирующий элемент 44 может быть сжат между ними, и фланец 52 может помочь образованию обращенного в радиальном направлении герметичного барьера рядом с внутренним изолирующим элементом 44 путем противодействующего перемещения внутреннего изолирующего элемента 44, направленного радиально наружу и от выпускного отверстия 26, что может быть вызвано, например, силой, сгенерированной текучей средой, переданной от впускного отверстия 24, оказывающей давление на внутренний изолирующий элемент 44.

[0020] По меньшей мере часть внутреннего изолирующего элемента 44 может проходить в осевом направлении вдоль продольной оси 18 в направлении В осевое расстояние, которое больше внешнего изолирующего элемента 42, проходящего в осевом направлении вдоль продольной оси 18 в направлении В. Таким образом, по меньшей мере часть внутреннего изолирующего элемента 44 может проходить первое осевое расстояние С вдоль продольной оси 18 от первого конца фильтрующей среды 34 (представленного линией D на фиг.1), внешний изолирующий элемент 42 может проходить второе осевое расстояние Е вдоль продольной оси 18 от первого конца фильтрующей среды 34 (линия D), и первое осевое расстояние С может быть больше второго осевого расстояния Е. Дополнительно, по меньшей мере часть внутреннего изолирующего элемента 44 может проходить первое осевое расстояние F вдоль продольной оси 18 от осевой торцевой поверхности контейнера 14 (представленной линией G на фиг.1), внешний изолирующий элемент 42 может проходить второе осевое расстояние Н вдоль продольной оси 18 от осевой торцевой поверхности контейнера 14 (линия G), и первое осевое расстояние F может быть больше второго осевого расстояния Н. Также осевое соотношение между внешним и внутренним изолирующими элементами 42, 44 и корпусом первой торцевой крышки 32 может улучшить и/или помочь в направлении потока текучей среды от впускного отверстия 24 к отверстиям 57 и затем к фильтрующей среде 34 при обеспечении подходящей герметизации между впускным и выпускным отверстиями 24, 26.

[0021] Предполагается, что внешний и внутренний изолирующие элементы 42, 44 могут иметь в общем форму цилиндра, расположенного вокруг продольной оси 18, и могут иметь сечение любой формы, например, внешний изолирующий элемент 42 может иметь по существу овальную или круглую форму, и/или внутренний изолирующий элемент 44 может иметь по существу квадратную или прямоугольную форму. Также предполагается, что внешний изолирующий элемент 42 может быть сжат в степени, зависящей от осевого расстояния между обращенными в осевом направлении торцевыми поверхностями основания 12 и контейнера 14, при резьбовом взаимодействии, и что внутренний изолирующий элемент 44 может быть сжат в степени, зависящей от радиального расстояния между обращенной в радиальном направлении внутренней поверхностью фланца 52 и обращенной в радиальном направлении внешней поверхностью выпускного отверстия 26. Также предполагается, что внешний изолирующий элемент 42 может образовать обращенные в осевом направлении герметичные барьеры, например герметичный барьер, который по существу предотвращает течение текучей среды вдоль обращенной в осевом направлении поверхности, между основанием 12 и/или контейнером 14, а также обращенный в радиальном направлении герметичный барьер, например герметичный барьер, который по существу предотвращает течение текучей среды вдоль обращенной в радиальном направлении поверхности, относительно основания 12, и что внутренний изолирующий элемент 44 может образовать обращенные в радиальном направлении герметичные барьеры относительно фланца 52 и/или выпускного отверстия 26, а также могут быть устранены любые обращенные в осевом направлении герметичные барьеры. Дополнительно предполагается, что внутренний изолирующий элемент 44 может быть радиально сжат и может быть в осевом направлении расширен, смещен или деформирован в результате радиального сжатия, но не может быть сжат в осевом направлении, т.е. лишен осевого сжатия. Дополнительно предполагается, что внешний изолирующий элемент 42 может быть в осевом направлении сжат относительно основания 12 в любом радиальном месте относительно внутреннего изолирующего элемента 44. Также радиальное сжатие внутреннего изолирующего элемента 42 может снизить допуски на изготовление и/или на сборку относительно длины и кругового размера выпускного отверстия 26 и/или торцевой крышки 32 при обеспечении надлежащей герметизации между впускным и выпускным отверстиями 24, 26.

[0022] Как показано на фиг.2, первая торцевая крышка 32 может содержать ряд первых выемок 62, сформированных в пятой стенке 58. Первые выемки 62 могут содержать отверстия, через которые может проходить внешний изолирующий элемент 42. Первая торцевая крышка 32 также может содержать ряд вторых выемок 64, сформированных во фланце 52. Вторые выемки 64 могут содержать полости, в которых может проходить внутренний изолирующий элемент 44. Внешний и внутренний изолирующие элементы 42, 44 соответственно могут проходить в первые и вторые выемки 62, 64 во время осуществления способа изготовления первой торцевой крышки 32. В частности, первая торцевая крышка 32 может быть сформирована инжектированием расплавленного материала по меньшей мере в одну первую литейную форму и выдержкой расплавленного материала до затвердевания, т.е. сформирована путем использования по меньшей мере одного процесса инжекции под давлением. Конфигурация и рельеф первых литейных форм могут обеспечить по меньшей мере одну отличительную особенность первой торцевой крышки 32, такую как первая, вторая, третья, четвертая и/или пятая стенки 46, 48, 50, 54, 58, фланец 52, выступы 56, и/или первые, и/или вторые выемки 62, 64. В первых литейных формах и/или по меньшей мере в одной дополнительной литейной форме внешний и внутренний изолирующие элементы 42, 44 могут быть сформированы инжектированием расплавленного материала в дополнительные литейные формы и выдержкой расплавленного материала до отверждения, т.е. путем использования по меньшей мере одного процесса инжекции под давлением для формирования внешнего и внутреннего изолирующих элементов 42, 44 соответственно расположенных рядом с пятой стенкой 58 и фланцем 52. Также расплавленный материал при изготовлении внешнего и внутреннего изолирующих элементов 42, 44 может соответственно протекать в первые и вторые выемки 62, 64 и может целиком соединиться и сформировать соединение с внешним и внутренним изолирующими элементами 42, 44 и остальной частью первой торцевой крышки 32 соответственно. Предполагается, что первые и вторые выемки 62, 64 могут иметь отверстия, полости, любое количество, любую форму и/или могут быть равномерно или не равномерно расположены на расстоянии друг от друга вокруг продольной оси 18. Также предполагается, что торцевая крышка 32 может полностью затвердеть или не затвердеть до формирования внешнего и внутреннего изолирующих элементов 42, 44.

[0023] Как показано на фиг.1 и 2, первая торцевая крышка 32 также может содержать противонаполняющее устройство 66, выполненное с возможностью уменьшения и/или предотвращения попадания неотфильтрованной текучей среды во внутреннее пространство 40 во время процесса заливки. Устройство 66 может содержать ряд перегородок 68, каждая из которых имеет первый конец, прикрепленный к первой стенке 46 и проходящий от нее в направлении В. Первые перегородки 68 могут формировать ряд отверстий 70, расположенных на расстоянии друг от друга между смежными перегородками 68. Таким образом, первые перегородки 68 могут образовать первую обращенную в радиальном направлении стенку, имеющую отверстия 70. Устройство 66 также может содержать колпак 74, прикрепленный к концам перегородок 68, противоположным концам, прикрепленным к первой стенке 46. Устройство 66 также может содержать в общем цилиндрическую стенку 72, расположенную внутри перегородок 68 радиально относительно продольной оси 18. Стенка 72 одним своим концом может быть прикреплена к первой стенке 46 и может проходить в направлении В. Конец стенки 72, противоположный концу, прикрепленному к первой стенке 46, может быть расположен в осевом направлении на любом расстоянии от внутренней поверхности колпака 74, и радиальная внешняя поверхность стенки 72 может быть радиально расположена на любом расстоянии от внутренних цилиндрических поверхностей перегородок 68. Предполагается, что при монтаже системы 10 фильтрации устройство 66 может проходить в выпускное отверстие 26 и может быть радиально окружено выпускным отверстием 26. Также предполагается, что противонаполняющее устройство 66 может быть удалено и первая торцевая крышка 32 в другом варианте реализации изобретения может содержать по меньшей мере одно отверстие, выполненное с возможностью прохода текучей среды из внутреннего пространства 40 к выпускному отверстию 26.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

[0024] Раскрытая система фильтрации текучей среды может быть применена для фильтрации текучей среды любого типа и может обеспечить герметизацию между неотфильтрованной текучей средой и отфильтрованной текучей средой без необходимости многочисленных компонентов, имеющих сложную форму, и/или компонентов, требующих высоких допусков на изготовление. Далее описано функционирование системы 10 фильтрации.

[0025] Показанная на фиг.1 система 10 фильтрации может принимать неотфильтрованную текучую среду во впускное отверстие 24, например, в первую область потока, по меньшей мере от одного технологически предыдущего компонента системы текучей среды. Неотфильтрованная текучая среда может протекать из впускного отверстия 24 в радиальном направлении наружу и может быть направлена первой торцевой крышкой 32 к отверстиям 57. Неотфильтрованная текучая среда может протекать по меньшей мере через одно отверстие 57, например, по существу, в осевом направлении через первую торцевую крышку 32 в радиальное пространство между контейнером 14 и фильтрующей средой 34. Затем неотфильтрованная текучая среда может протекать в общем в радиальном направлении через фильтрующую среду 34, и фильтрующая среда 34 может захватывать частицы, взвешенные в неотфильтрованной текучей среде, для фильтрации, таким образом, текучей среды. Затем отфильтрованная текучая среда может протекать через отверстия 37 и, таким образом, через втулку 36 во внутреннее пространство 40. Отфильтрованная текучая среда также может вытекать из внутреннего пространства 40 через устройство 66, например через стенку 72 в пространство между стенкой 72 и перегородками 68, и через отверстия 70. Отфильтрованная текучая среда также может протекать в выпускное отверстие 26, например, во вторую область потока, и по меньшей мере к одному технологически последующему компоненту системы текучей среды.

[0026] При длительной эксплуатации фильтра может возникнуть необходимость замены сборки 16 для фильтра, поскольку фильтрующая среда 34 может быть насыщена захваченными частицами, внутренний и внешний изолирующие элементы 42, 44 могут быть ухудшены, истек период эксплуатации и/или по любой другой причине, известной в уровне техники. Оператор может отвинтить контейнер 14 от основания 12, может извлечь старую или использованную сборку 16 для фильтра из контейнера 14 и может вставить новую или неиспользованную сборку 16 для фильтра в контейнер 14. Также, внешний и внутренний изолирующие элементы 42, 44 могут быть удалены, поскольку старая первая торцевая крышка 32 удаляется со старой сборкой 16 для фильтра. Оператор может вставить новую сборку 16 для фильтра в контейнер 14 и может повторно привинтить контейнер 14 к основанию 12, и также внешний и внутренний изолирующие элементы 42, 44 могут быть установлены вместо старых при выравнивании новой первой торцевой крышки 32 с основанием 12. Предполагается, что оператор может удалить некоторую или всю текучую среду, оставшуюся в контейнере 14 одновременно с удалением старой сборки 16 для фильтра и/или после нее. Также предполагается, что оператор может заменить по меньшей мере один элемент сборки 16 для фильтра, например может заменить лишь фильтрующую среду 34 и торцевую крышку 32 вместо замены всех элементов сборки 16 для фильтра.

[0027] Оператор может залить текучую среду в контейнер 14 после вставки новой сборки 16 для фильтра перед привинчиванием контейнера 14 к основанию 12. Также, оператор может заполнить радиальное пространство между контейнером 14 и фильтрующей средой 34 текучей средой путем, например, слива текучей среды через отверстия 57 и/или в верхней поверхности первой торцевой крышки 32, например в поверхности стенки 46, обращенной и/или открытой к впускному отверстию 24. Текучая среда для заливки может быть отфильтрована или не отфильтрована, и устройство 66 может уменьшить и/или предотвратить попадание текучей среды во внутреннее пространство 40. В частности, при заливке оператором заливочной текучей среды часть заливочной текучей среды может протекать в радиальном направлении наружу к отверстиям 57, через отверстие 57 и в радиальное пространство между фильтрующей средой 34 и контейнером 14. Если оператор заливает чрезмерный объем заливочной текучей среды через отверстия 57 и, таким образом, переполняет радиальное пространство между контейнером 14 и фильтрующей средой 34, если оператор непосредственно не заливает заливочную текучую среду через отверстия 57, но в общем заливает заливочную текучую среду на первую торцевую крышку 32 и/или в результате небрежности оператора, например, при разливе или разбрызгивании, часть заливочной текучей среды может протекать в радиальном направлении внутрь по фланцу 52 и/или осаждаться в радиальном направлении в пределах фланца 52. Такая осажденная текучая среда может протекать в устройство 66 через отверстия 70, и ее попадание во внутреннее пространство 40 может быть предотвращено цилиндрической стенкой 72.

[0028] Предполагается, что цилиндрическая стенка 72 в осевом направлении может быть продолжена от первой стенки 46 на расстояние, которое больше расстояния, на которое фланец 52 в осевом направлении продолжен от первой стенки 46, и отверстия 57 могут быть в осевом направлении расположены ближе к контейнеру 14, чем фланец 52. Также, заливочная текучая среда может протекать в радиальном направлении наружу по фланцу 52, через отверстия 57 и в пространство между контейнером 14 и фильтрующей средой 34 или переливаться через стенку 28 контейнера 14, но не может переливаться через цилиндрическую стенку 72 и попадать во внутреннее пространство 40. Также предполагается, что некоторая часть заливочной текучей среды может быть захвачена в радиальном направлении между фланцем 52 и цилиндрической стенкой 72 и может попасть в выпускное отверстие 26 после соединения контейнера 14 и сборки 16 для фильтра с основанием 12. Количество такой захваченной заливочной текучей среды может быть значительно меньше того количества, которое иначе могло бы протекать во внутреннее пространство 40, если бы отсутствовало устройство 66. Дополнительно предполагается, что относительное осевое соотношение между внешним и внутренним изолирующими элементами 42, 44 может дополнительно ускорить или увеличить поток текучей среды к отверстиям 57 во время заливки путем перемещения текучей среды в радиальном направлении наружу от внутреннего изолирующего элемента 44 к внешнему изолирующему элементу 42 и предотвращения радиального внутреннего потока текучей среды от внешнего изолирующего элемента 42 к внутреннему изолирующему элементу 44.

[0029] При соединении контейнера 14 и сборки 16 для фильтра с основанием 12 внешний изолирующий элемент 42 может сформировать уплотнение между основанием 12 и контейнером 14, например между системой 10 фильтрации и окружающей средой, и внутренний изолирующий элемент 44 может сформировать уплотнение между впускным отверстием 24 и выпускным отверстием 26, например между потоками неотфильтрованной и отфильтрованной текучей среды. В частности, внешний изолирующий элемент 42 может быть расположен поверх внешней стенки 28 и сжат контейнером 14 посредством его резьбового взаимодействия с основанием 12 и может, например, быть сжат между контейнером 14 и основанием 12 для образования по меньшей мере одного обращенного в осевом направлении герметичного барьера, например торцевого уплотнения между обращенной в осевом направлении поверхностью контейнера 14 и/или основанием 12. Предполагается, что внешний изолирующий элемент 42 может быть прижат к любому или к обоим из таких элементов, как контейнер 14 или основание 12, и что внешний изолирующий элемент 42 может в другом варианте реализации изобретения и/или дополнительно к этому образовать обращенный в радиальном направлении герметичный барьер относительно любого или обоих из таких элементов, как контейнер 14 или основание 12. Дополнительно, внутренний изолирующий элемент 44 может быть выровнен относительно выпускного отверстия 26 и может быть перемещен мимо его конца во время резьбового взаимодействия контейнера 14 с основанием 12, может быть сжат между радиально обращенной внутрь поверхностью фланца 52 и радиально обращенной наружу поверхностью выпускного отверстия 26 в степени, зависящей от расстояния, и, например, может быть сжат между ними для образования обращенного в радиальном направлении герметичного барьера, например торцевой герметизации радиальной поверхности выпускного отверстия 26.

[0030] Поскольку внешний и внутренний изолирующие элементы 42, 44 могут быть интегрированы с первой торцевой крышкой 32, контейнер 14 и сборка 16 для фильтра могут быть герметично соединены с основанием 12 и система 10 фильтрации может содержать менее сложную систему для фильтрации текучей среды. Дополнительно, поскольку первая торцевая крышка 32 содержит устройство 66, может быть уменьшено или предотвращено попадание неотфильтрованной текучей среды во внутреннее пространство 40 во время заливки контейнера 14 во время замены фильтра.

[0031] Для специалистов в данной области техники очевидно, что в отношении раскрытой здесь системы фильтрации текучей среды могут быть сделаны различные модификации и изменения. Другие варианты реализации настоящего изобретения будут очевидны для специалистов после рассмотрения настоящего описания и практического использования раскрытого способа и устройства. При этом описание и примеры должны рассматриваться только в качестве иллюстрации настоящего изобретения, полный объем которого определен пунктами следующей формулы и их эквивалентами.

Изобретение относится к системе фильтрации текучей среды. Узел фильтра содержит втулку, проходящую по продольной оси узла фильтра и имеющую первый торец и второй торец, фильтрующую среду, расположенную вокруг втулки. Узел фильтра содержит первую торцевую крышку, взаимодействующую с первым торцом втулки и включающую в себя первую перегородку, имеющую радиально внутреннюю часть и радиально внешнюю часть, кольцеобразную стенку, расположенную по радиусу снаружи радиально внешней части первой перегородки и присоединенную к первой перегородке с помощью множества кронштейнов. Кольцеобразная стенка, множество кронштейнов и первая перегородка вместе образуют множество отверстий. Стенка, имеющая в общем кольцевую форму, прикреплена к кольцеобразной стенке и проходит от нее вдоль продольной оси. Имеющая в общем кольцевую форму стенка образует радиально внешнюю стенку множества отверстий. Изобретение повышает герметичность соединений между компонентами узла фильтра. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Узел (16) фильтра, содержащий
втулку (36), проходящую по продольной оси (18) узла (16) фильтра и имеющую первый торец и второй торец,
фильтрующую среду (34), расположенную вокруг втулки (36),
первую торцевую крышку (32), взаимодействующую с первым торцом втулки (36) и включающую в себя:
первую перегородку (46), имеющую радиально внутреннюю часть и радиально внешнюю часть,
кольцеобразную стенку (58), расположенную по радиусу снаружи радиально внешней части первой перегородки (46) и присоединенную к первой перегородке (46) с помощью множества кронштейнов (56), причем кольцеобразная стенка (58), множество кронштейнов (56) и первая перегородка (46) вместе образуют множество отверстий, и
имеющую в общем кольцевую форму стенку (54), прикрепленную к кольцеобразной стенке (58) и проходящую от нее вдоль продольной оси (18), причем имеющая в общем кольцевую форму стенка (54) образует радиально внешнюю стенку множества отверстий.

2. Узел (16) фильтра по п.1, дополнительно содержащий внешний изолирующий элемент (42), расположенный вблизи самого внешнего по радиусу края кольцеобразной стенки (58).

3. Узел (16) фильтра по п.1, дополнительно содержащий внутренний изолирующий элемент (44), прикрепленный к первой торцевой крышке (32) и выполненный с возможностью обеспечения уплотнения между впускным отверстием (24) и выпускным отверстием (26) основания (12), с которым узел (16) фильтра собирается, и внешний изолирующий элемент (42), расположенный вблизи самого внешнего по радиусу края кольцеобразной стенки (58).

4. Узел (16) фильтра по п.3, в котором
внутренний изолирующий элемент (44) проходит на первое осевое расстояние (С) от первого конца (D) фильтрующей среды (34);
внешний изолирующий элемент (42) проходит на второе осевое расстояние (Е) от первого конца (D) фильтрующей среды (34); и
первое осевое расстояние (С) превышает второе осевое расстояние (Е).

5. Узел фильтра по п.1, в котором имеющая в общем кольцевую форму стенка (54) включает в себя:
первый конец, взаимодействующий с кольцеобразной стенке (58), и
второй конец, выполненный с возможностью размещения в пазу (60).

6. Узел фильтра по п.1, дополнительно содержащий внешний изолирующий элемент (42), расположенный вблизи самого внешнего по радиусу края кольцеобразной стенки (58) и охватывающий его.

7. Узел (16) фильтра, содержащий
втулку (36), проходящую по продольной оси (18) узла фильтра и имеющую первый торец и второй торец,
фильтрующую среду (34), расположенную вокруг втулки (36),
первую торцевую крышку (32), взаимодействующую с первым торцом втулки (36) и включающую в себя:
первую перегородку (46), имеющую радиально внутреннюю часть и радиально внешнюю часть, причем первая торцевая крышка (32) имеет отверстие по радиусу внутри радиально внутренней части первой перегородки, которое сообщается по текучей среде с первым торцом втулки (36), и
противонаполняющее устройство (66), обеспечивающее протекание текучей среды из внутреннего пространства (40) внутри втулки через отверстие при уменьшении обратного потока текучей среды через отверстие во внутреннее пространство (40) внутри втулки (36), причем противонаполняющее устройство (66) содержит крышку (74), подсоединенную к первой перегородке (46) посредством множества частей (68) перегородки, при этом множество частей (68) перегородки образует обращенную в радиальном направлении стенку, включающую в себя отверстия.

8. Узел (16) фильтра по п.7, дополнительно содержащий внутренний изолирующий элемент (44), прикрепленный к первой торцевой крышке (32) и выполненный с возможностью обеспечения уплотнения между впускным отверстием (24) и выпускным отверстием (26) основания (12), с которым узел (16) фильтра собирается, кольцеобразную стенку (58), расположенную радиально снаружи радиально внешней части первой перегородки (46) и присоединенную к первой перегородке (46) посредством множества кронштейнов (56), и внешний изолирующий элемент (42), расположенный вблизи самого внешнего по радиусу края кольцеобразной стенки (58).

9. Узел (16) фильтра по п.8, в котором
внутренний изолирующий элемент (44) проходит на первое осевое расстояние (С) от первого конца (D) фильтрующей среды (34);
внешний изолирующий элемент (42) проходит на второе осевое расстояние (Е) от первого конца (D) фильтрующей среды (34); и
первое осевое расстояние (С) превышает второе осевое расстояние (Е).

10. Узел (16) фильтра по п.7, в котором противонаполняющее устройство (66) дополнительно содержит цилиндрическую стенку (72), имеющую первый конец и второй конец, причем первый конец соединен с первой перегородкой (46), а второй конец отстоит от первой перегородки.

11. Узел (16) фильтра по п.7, дополнительно содержащий кольцеобразную стенку (58), расположенную по радиусу снаружи радиально внешней части первой перегородки и соединенную с первой перегородкой посредством множества кронштейнов (56), и
имеющую в общем кольцевую форму стенку (54), прикрепленную к кольцеобразной стенке (58) и проходящую от нее.

12. Узел (16) фильтра по п.7, в котором торцевая крышка (32) дополнительно содержит кольцеобразную стенку (58), расположенную по радиусу снаружи радиально внешней части первой перегородки (46) и присоединенную к первой перегородке множеством кронштейнов (56), причем кольцеобразная стенка (58), множество кронштейнов (56) и первая перегородка (46) взаимодействуют, образуя множество отверстий.

13. Узел (16) фильтра, содержащий
втулку (36), проходящую по продольной оси (18) узла (16) фильтра и имеющую первый торец и второй торец,
фильтрующую среду (34), расположенную вокруг втулки (36),
первую торцевую крышку (32), взаимодействующую с первым торцом втулки (36) и включающую в себя первую перегородку (46), имеющую радиально внутреннюю часть и радиально внешнюю часть, и
противонаполняющее устройство (66), включающее в себя цилиндрическую стенку (72), имеющую первый конец и второй конец, причем первый конец соединен с первой перегородкой (46), а второй конец отстоит от первой перегородки.

14. Узел (16) фильтра по п.13, дополнительно содержащий внутренний изолирующий элемент (44), прикрепленный к первой торцевой крышке (32) и обеспечивающий уплотнение между впускным отверстием (24) и выпускным отверстием (26) основания (12), с которым узел (16) фильтра собирается, и внешний изолирующий элемент (42), расположенный вблизи самого внешнего по радиусу края кольцеобразной стенки (58).

15. Узел (16) фильтра по п.14, в котором
внутренний изолирующий элемент (44) проходит на первое осевое расстояние (С) от первого конца (D) фильтрующей среды (34);
внешний изолирующий элемент (42) проходит на второе осевое расстояние (Е) от первого конца (D) фильтрующей среды (34); и
первое осевое расстояние (С) превышает второе осевое расстояние (Е).