СИСТЕМА, СОДЕРЖАЩАЯ СОЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ С ЭЛЕМЕНТОМ ФИЛЬТРАЦИИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ, ЭЛЕМЕНТ ФИЛЬТРАЦИИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ И СПОСОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2022 года по МПК B01D46/24 

Родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США №62/473806, поданной 20 марта 2017 года, которая полностью включена в данный документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе, содержащей соединитель для соединения с элементом фильтрации текучей среды, элементу фильтрации текучей среды и способу их изготовления. Система может, в частности, представлять собой подсистему фильтрации воздуха, имеющую соединитель для размещения заменяемого элемента фильтрации воздуха.

Предпосылки создания изобретения

Системы, которым требуется подача фильтрованного воздуха для их работы, такие как двигатели внутреннего сгорания, и системы, которые имеют тенденцию вызывать попадание в них загрязняющих веществ в виде частиц во время их работы, такие как буровые установки и землеройное оборудование, как правило, имеют соединитель для размещения заменяемого элемента фильтрации воздуха. Известные соединители относятся к типу таких, которые имеют наружную резьбу для навинчивания, для которых требуется элемент фильтрации с внутренней резьбой для навинчивания, или наоборот, при этом элемент фильтрации должен быть навинчен посредством множества полных вращений элемента. Эти системы могут относится к типу таких, в которые элемент навинчивают сверху или снизу.

Существует необходимость в соединительной системе, которая обеспечивает менее обременительный процесс установки с сохранением совместимости с предыдущим существующим оборудованием.

Сущность изобретения

Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлена система, содержащая соединитель для соединения с элементом фильтрации текучей среды, при этом элемент фильтрации текучей среды содержит концевой покрывающий элемент, снабженный первым соединительным средством, при этом соединитель содержит второе соединительное средство; при этом указанное первое соединительное средство содержит по существу цилиндрический канал, имеющий внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов, и указанное второе соединительное средство содержит по существу цилиндрическую выступающую часть, имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов, или наоборот; при этом указанные нерезьбовые сегменты распределены вдоль окружности указанной по существу цилиндрической выступающей части таким образом, чтобы обеспечивать только скольжение указанного по существу цилиндрического канала по указанной по существу цилиндрической выступающей части без взаимодействия между указанными резьбовыми сегментами указанной по существу цилиндрической выступающей части и указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал и указанная по существу цилиндрическая выступающая часть находятся в одном из набора предопределенных диапазонов относительных угловых положений; и при этом указанные резьбовые сегменты указанной по существу цилиндрической выступающей части предусмотрены для обеспечения сцепления с указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал проскользнул по указанной по существу цилиндрической выступающей части, посредством вращения.

Настоящее изобретение основано среди прочего на понимании автором изобретения того, что преимущества байонетных соединителей (а именно более быстрое прикрепление/открепление по сравнению с соединителями, которые навинчивают) могут быть достигнуты одновременно с сохранением совместимости с предыдущими системами на основе резьбы для навинчивания путем модификации резьбы для навинчивания таким образом, чтобы концевой покрывающий элемент содержал законно расположенные взаимодействующие сегменты. Соответственно элементы фильтрации текучей среды согласно настоящему изобретению могут быть установлены в системах согласно настоящему изобретению, а также в системах известного уровня техники, имеющих соединитель на основе резьбы. Термин «фильтр для текучей среды» используется в данном документе как включающий фильтры для жидкости и газа (в том числе для воздуха).

Невзаимодействующие сегменты могут, например, представлять собой сегменты без резьбы (т.е. имеющие прерывание в резьбовой структуре) или сегменты, которые радиально смещены относительно остальной части концевого покрывающего элемента с тем, чтобы физически не иметь возможности сцепления с резьбой в соответствующих резьбовых сегментах соединителя согласно настоящему изобретению.

«Предопределенные диапазоны относительных угловых положений» могут состоять из одного или нескольких конкретных угловых положений (и определенного диапазона в отношении этого положения или этих положений), в которых невзаимодействующие сегменты находятся в таком взаимном расположении относительно резьбовых сегментов выступающей части, что концевой покрывающий элемент может скользить по выступающей части. В зависимости от степени симметрии концевого покрывающего элемента и соединителя может существовать одно или несколько угловых положений, которые выполняют это условие.

Предпочтительно сцепление обеспечено посредством вращения не более чем на 180°.

Таким образом, в первом варианте системы согласно настоящему изобретению первое соединительное средство содержит по существу цилиндрическую выступающую часть, имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов, и второе соединительное средство содержит по существу цилиндрический канал, имеющий внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов; при этом указанные нерезьбовые сегменты распределены вдоль окружности указанной цилиндрической выступающей части таким образом, чтобы обеспечивать только скольжение указанного по существу цилиндрического канала указанного соединителя по указанной по существу цилиндрической выступающей части без взаимодействия между указанными резьбовыми сегментами указанной по существу цилиндрической выступающей части и указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал и указанная по существу цилиндрическая выступающая часть находятся в одном из набора предопределенных диапазонов относительных угловых положений; и при этом указанные резьбовые сегменты указанной по существу цилиндрической выступающей части предусмотрены для обеспечения сцепления с указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал проскользнул по указанной по существу цилиндрической выступающей части, посредством вращения.

Если делается ссылка на по существу цилиндрический канал соединителя, который «скользит по» по существу цилиндрической выступающей части элемента фильтрации текучей среды, это следует понимать как охват относительного движения между соединителем и элементом фильтрации текучей среды для обеспечения приближения двух частей друг к другу и сцепления, которое выполнено друг с другом. Данное относительное движение может, вероятно, быть выражено как «скольжение» по существу цилиндрической выступающей части элемента фильтрации текучей среды в по существу цилиндрический канал соединителя.

Альтернативно во втором варианте системы согласно настоящему изобретению первое соединительное средство содержит по существу цилиндрический канал, имеющий внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов, и второе соединительное средство содержит по существу цилиндрическую выступающую часть, имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов; при этом указанные нерезьбовые сегменты распределены вдоль окружности указанной цилиндрической выступающей части таким образом, чтобы обеспечивать только скольжение указанного по существу цилиндрического канала указанного элемента фильтрации текучей среды по указанной по существу цилиндрической выступающей части без взаимодействия между указанными резьбовыми сегментами указанной по существу цилиндрической выступающей части и указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал и указанная по существу цилиндрическая выступающая часть находятся в одном из набора предопределенных диапазонов относительных угловых положений; и при этом указанные резьбовые сегменты указанной по существу цилиндрической выступающей части предусмотрены для обеспечения сцепления с указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал проскользнул по указанной по существу цилиндрической выступающей части, посредством вращения.

В варианте осуществления системы согласно настоящему изобретению по существу цилиндрическая выступающая часть предусмотрена с рядом круговых выступов.

В конкретном варианте осуществления круговые выступы предусмотрены для исключения вращательной симметрии.

В другом конкретном варианте осуществления круговые выступы предусмотрены для обеспечения по существу диаметральной симметрии.

Термин «по существу диаметральная симметрия» относится к правильной симметрии в геометрическом смысле или конструкции, в которой существует достаточное маленькое отклонение от правильной симметрии, чтобы казаться симметричным для человеческого глаза. Конструкция обладает преимуществом предоставления пользователю системы возможности визуального определения правильной ориентации частей во время сборки системы (т.е. при прикреплении соединителя к системе, при этом в системе с несколькими фильтрами предпочтительно устанавливать все соединители по существу в одной и той же ориентации) и при использовании предоставления возможности определения надлежащей относительной ориентации частей для инициирования сцепления между выступающей частью и каналом.

В варианте осуществления системы согласно настоящему изобретению резьбовые сегменты по существу цилиндрической выступающей части на своем выступающем конце снабжены участком покрытия без резьбы с диаметром, соответствующим наружному диаметру резьбовых сегментов, и длиной, превышающей шаг резьбы резьбовых сегментов, для предотвращения навинчивания элемента, имеющего резьбу, в осевом диапазоне, определяемом участком покрытия без резьбы.

Диаметр участка покрытия без резьбы предпочтительно имеет диаметр, которые не меньше или даже больше наружного диаметра резьбовых сегментов.

Преимущество данного варианта осуществления заключается в том, что может исключаться случайное навинчивание более ранних элементов фильтрации на основе резьбы для навинчивания на соединитель системы согласно настоящему изобретению, которое может привести к сбою в системе.

Участок покрытия без резьбы может быть выровнен с наружной резьбовой окружностью резьбовых сегментов. Он может, в частности, предотвращать навинчивание канала с непрерывной резьбой.

В варианте осуществления система согласно настоящему изобретению дополнительно содержит элемент фильтрации текучей среды, содержащий концевой покрывающий элемент, снабженный первым соединительным средством, при этом указанное первое соединительное средство сцеплено с возможностью отсоединения с указанным вторым соединительным средством.

Соответственно в настоящей заявке на патент раскрывается система, имеющая один или несколько соединителей для размещения элементов фильтрации текучей среды, при этом соответствующие элементы фильтрации текучей среды соединены с ней.

Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлен соединитель для использования в системе согласно любому из предыдущих аспектов, при этом соединитель содержит по существу цилиндрическую выступающую часть, имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов, при этом соединитель предусмотрен для взаимодействия с концевым покрывающим элементом элемента фильтрации текучей среды, при этом указанный концевой покрывающий элемент содержит по существу цилиндрический канал, имеющий внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов; при этом указанные нерезьбовые сегменты распределены вдоль окружности указанной цилиндрической выступающей части таким образом, чтобы обеспечивать только скольжение указанного по существу цилиндрического канала указанного элемента фильтрации текучей среды по указанной по существу цилиндрической выступающей части без взаимодействия между указанными резьбовыми сегментами указанной по существу цилиндрической выступающей части и указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал и указанная по существу цилиндрическая выступающая часть находятся в одном из набора предопределенных диапазонов относительных угловых положений; и при этом указанные резьбовые сегменты указанной по существу цилиндрической выступающей части предусмотрены для обеспечения сцепления с указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал проскользнул по указанной по существу цилиндрической выступающей части, посредством вращения.

Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлен соединитель для использования в системе согласно любому из предыдущих аспектов, при этом соединитель - по существу цилиндрический канал, имеющий внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов; при этом соединитель предусмотрен для взаимодействия с концевым покрывающим элементом элемента фильтрации текучей среды, при этом указанный концевой покрывающий элемент содержит по существу цилиндрическую выступающую часть, имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов, при этом указанные нерезьбовые сегменты распределены вдоль окружности указанной цилиндрической выступающей части таким образом, чтобы обеспечивать только скольжение указанного по существу цилиндрического канала указанного элемента фильтрации текучей среды по указанной по существу цилиндрической выступающей части без взаимодействия между указанными резьбовыми сегментами указанной по существу цилиндрической выступающей части и указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал и указанная по существу цилиндрическая выступающая часть находятся в одном из набора предопределенных диапазонов относительных угловых положений; и при этом указанные резьбовые сегменты указанной по существу цилиндрической выступающей части предусмотрены для обеспечения сцепления с указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал проскользнул по указанной по существу цилиндрической выступающей части, посредством вращения.

Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлен элемент фильтрации текучей среды для использования в системе фильтрации текучей среды, как описано выше, при этом элемент фильтрации текучей среды содержит концевой покрывающий элемент, выполненный с возможностью соединения с соединителем, установленным на устройстве для обеспечения обмена текучей средой между элементом фильтрации и устройством, при этом концевой покрывающий элемент снабжен по существу цилиндрическим каналом, имеющим внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов, при этом невзаимодействующие сегменты остаются снаружи пространства, определенного наружным диаметром резьбовых сегментов; при этом невзаимодействующие сегменты распределены вдоль окружности цилиндрического канала для исключения вращательной симметрии.

Как указано выше, невзаимодействующие сегменты могут, например, представлять собой сегменты без резьбы (т.е. имеющие прерывание в резьбовой структуре) или сегменты, которые радиально смещены относительно остальной части концевого покрывающего элемента с тем, чтобы физически не иметь возможности сцепления с резьбой в соответствующих резьбовых сегментах соединителя согласно настоящему изобретению.

Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлен элемент фильтрации текучей среды для использования в системе, как описано выше, при этом элемент фильтрации текучей среды содержит концевой покрывающий элемент, выполненный с возможностью соединения с указанным соединителем, установленным на устройстве для обеспечения обмена текучей средой между указанным элементом фильтрации и указанным устройством, при этом указанный концевой покрывающий элемент снабжен указанной по существу цилиндрической выступающей частью, имеющей наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов.

Данный аспект раскрытия является инверсией функций первого соединительного средства и второго соединительного средства с теми же техническими преимуществами.

В варианте осуществления элемент фильтрации текучей среды согласно настоящему изобретению содержит фильтрационную среду, предусмотренную вокруг осевой гильзы, и концевой покрывающий элемент прикреплен к гильзе или выполнен в виде одной части с ней.

Если гильза является жесткой осевой гильзой, крутящий момент, требующийся для сцепления концевого покрывающего элемента с соединителем, может быть обеспечен конечным пользователем на дальнем конце гильзы, что упрощает установку, в частности, когда несколько элементов фильтрации текучей среды необходимо установить друг возле друга.

В варианте осуществления элемент фильтрации текучей среды согласно настоящему изобретению содержит защелкивающийся элемент, предусмотренный для сохранения сцепления между указанной по существу цилиндрической выступающей частью и указанным по существу цилиндрическим каналом, когда достигнуто полное сцепление вращением.

Преимущество данного варианта осуществления заключается в том, что элемент фильтрации не может легко выйти из сцепления в результате вибраций устройства, в котором оно установлено.

Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлен способ изготовления элемента фильтрации текучей среды, описанного выше, при этом способ включает: прессование металлического диска посредством оправки за один или несколько этапов с получением первого концевого покрывающего элемента с каналом; пресс-вальцевание первого концевого покрывающего элемента посредством оправки с резьбой или боковое прессование первого концевого покрывающего элемента посредством пресс-формы с резьбой с предоставлением первого концевого покрывающего элемента с непрерывной или сегментированной внутренней резьбой; и объединение первого концевого покрывающего элемента с гильзой, фильтрационной средой и вторым концевым покрывающим элементом с получением элемента фильтрации текучей среды; при этом прессование металлического диска обеспечивает придание по существу цилиндрической формы с рядом выступов, которые после этапа пресс-вальцевания или бокового прессования образуют невзаимодействующие сегменты, тогда как остальная часть формы образует резьбовые сегменты.

Автор изобретения обнаружил, что это является особенно предпочтительным способом изготовления элемента фильтрации текучей среды согласно настоящему изобретению, требующим минимальных адаптаций к стандартным технологиям работы по металлу.

Настоящее изобретение также относится к металлическому концевому покрывающему элементу, получаемому с помощью способа, описанного выше.

Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлен концевой покрывающий элемент в сборе для элемента фильтрации текучей среды, при этом концевой покрывающий элемент в сборе содержит концевой покрывающий элемент и внутреннюю часть, соединенную с ним; при этом концевой покрывающий элемент снабжен по существу цилиндрическим каналом, имеющим внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов, при этом невзаимодействующие сегменты остаются снаружи пространства, определенного наружным диаметром резьбовых сегментов, и распределены вдоль окружности цилиндрического канала для исключения вращательной симметрии; при этом внутренняя часть имеет верхнюю поверхность, которая действует, когда элемент фильтрации текучей среды соединен с системой, в качестве уплотняющего кольца, которое зацепляется с соответствующей поверхностью на входе системы; и при этом нижняя часть внутренней части образует трубкообразный выходной канал.

В варианте осуществления концевого покрывающего элемента в сборе согласно настоящему изобретению по меньшей мере одно из концевого покрывающего элемента и внутренней части выполнено из пластика.

В варианте осуществления концевого покрывающего элемента в сборе согласно настоящему изобретению верхняя поверхность снабжена гофрами или зубцами.

В варианте осуществления концевого покрывающего элемента в сборе согласно настоящему изобретению канавка резьбы была пропущена для создания ребра, предусмотренного для исключения вращения концевого покрывающего элемента в неправильном направлении.

В варианте осуществления концевого покрывающего элемента в сборе согласно настоящему изобретению предусмотрен гибкий упор для сцепления с соответствующим ребром на выступающей части в соединителе системы защелкивающимся образом.

В варианте осуществления концевого покрывающего элемента в сборе согласно настоящему изобретению нижняя часть концевого покрывающего элемента имеет периферийную канавку для вмещения уплотняющего средства для сцепления с возможностью уплотнения с корпусом элемента фильтрации текучей среды, на котором установлен концевой покрывающий элемент.

Согласно аспекту настоящего изобретения предусмотрен фильтрующий воздух картридж для соединения с устройством, потребляющим текучую среду, при этом фильтрующий воздух картридж содержит удлиненную часть среды для фильтрации, осевую гильзу, удерживающую среду, концевой покрывающий элемент, функционально соединенный с осевой гильзой, при этом концевой покрывающий элемент (200) содержит боковую стенку, определяющую центральное отверстие, уплотнитель, поддерживаемый концевым покрывающим элементом, и соединительное приспособление, выполненное для соединения с соединителем устройства, потребляющего текучую среду, имеющим форму, предусматривающую взаимодействие. Соединительное приспособление может содержать несколько резьбовых сегментов, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов, при этом невзаимодействующие сегменты ориентированы радиально за пределами окружности, образованной наружным диаметром резьбовых сегментов, и распределены вдоль боковой стенки концевого покрывающего элемента.

В варианте осуществления фильтрующего картриджа согласно настоящему изобретению концевой покрывающий элемент дополнительно содержит фланец, проходящий радиально от круговой боковой стенки, при этом уплотнение поддерживается фланцем.

В варианте осуществления фильтрующего картриджа согласно настоящему изобретению уплотнение содержит обращенную по оси уплотняющую поверхность.

В варианте осуществления фильтрующего картриджа согласно настоящему изобретению несколько резьбовых сегментов предоставлены на радиально внутренней стороне боковой стенки концевого покрывающего элемента.

В варианте осуществления фильтрующего картриджа согласно настоящему изобретению концевой покрывающий элемент выполнен из полимерного материала.

В варианте осуществления фильтрующего картриджа согласно настоящему изобретению уплотнение выполнено из резинового или полиуретанового материала.

В варианте осуществления фильтрующего картриджа согласно настоящему изобретению несколько резьбовых сегментов предусмотрены для обеспечения вращательной асимметрии.

В варианте осуществления фильтрующего картриджа согласно настоящему изобретению несколько резьбовых сегментов предусмотрены для обеспечения диаметральной симметрии.

В варианте осуществления фильтрующего картриджа согласно настоящему изобретению каждый из резьбовых сегментов содержит несколько расположенных на расстоянии по оси резьбовых частей.

Преимуществом вариантов осуществления концевого покрывающего элемента в сборе согласно настоящему изобретению является то, что благодаря ему обеспечивается удобный способ изготовления элемента фильтрации текучей среды с преимуществами системы, описанной выше.

Краткое описание фигур

Эти и другие признаки и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:

- на фиг. 1А представлена фотография известного элемента фильтрации воздуха;

- на фиг. 1В представлено схематическое изображение системы очистки воздуха, использующей соединительную систему, которая может быть предоставлена в варианте осуществления системы согласно настоящему изобретению;

- на фиг. 2 проиллюстрирован соединитель, который может быть предоставлен в варианте осуществления системы согласно настоящему изобретению;

- на фиг. 3 проиллюстрирован концевой покрывающий элемент для соответствующего элемента фильтрации текучей среды;

- на фиг. 4 схематически проиллюстрировано поперечное сечение варианта осуществления системы согласно настоящему изобретению, в котором по существу цилиндрическая выступающая часть снабжена рядом круговых выступов;

- на фиг. 5 схематически проиллюстрировано поперечное сечение концевого покрывающего элемента для соответствующего элемента фильтрации текучей среды;

- на фиг. 6A-6D схематически проиллюстрирован процесс механического сцепления в варианте осуществления системы согласно настоящему изобретению;

- на фиг. 7 проиллюстрированы дополнительные признаки варианта осуществления системы согласно настоящему изобретению;

- на фиг. 8 проиллюстрированы дополнительные признаки варианта осуществления системы согласно настоящему изобретению;

- на фиг. 9 проиллюстрированы дополнительные признаки варианта осуществления системы согласно настоящему изобретению; и

- на фиг. 10-15 проиллюстрирован другой вариант осуществления системы согласно настоящему изобретению.

Описание вариантов осуществления

В описании аспекты элемента фильтрации текучей среды согласно настоящему изобретению могут быть описаны посредством ссылки на элемент фильтрации воздуха в системе с навинчиванием снизу, при этом элемент фильтрации имеет по существу цилиндрический канал в своем концевом покрывающем элементе, и соединитель имеет по существу цилиндрическую выступающую часть. Это делается без потери универсальности, так как технические эффекты и преимущества признаков настоящего изобретения применимы таким же образом к другим типам элементов фильтрации текучей среды, включая элементы фильтрации текучей среды, в которых положение канала и выступающей части изменено, если не указано иное.

На фиг. 1А представлена фотография известного элемента фильтрации воздуха. Он содержит фильтрационную среду в складку, предусмотренную вокруг осевой гильзы (не показана), верхний конец которой имеет открытый концевой покрывающий элемент с цилиндрическим каналом, имеющим внутреннюю резьбу для навинчивания. Осевое уплотнение предусмотрено на концевом покрывающем элементе. Концевой покрывающий элемент может быть соединен с системой, имеющей цилиндрическую выступающую часть с соответствующей наружной резьбой для навинчивания. Для полного сцепления осевого уплотнения относительно фланца соединителя может потребоваться существенное количество (например 6) полных вращений элемента фильтрации воздуха, что делает замену элементов фильтрации воздуха достаточно обременительной операцией.

Варианты осуществления настоящего изобретения устраняют этот недостаток, обеспечивая сцепление байонетного типа между соединителем в системе и элементом фильтрации текучей среды одновременно с сохранением совместимости между элементом фильтрации текучей среды настоящего изобретения и существующими системами (односторонняя совместимость с предшествующими системами).

На фиг. 1В показана система 10 очистки воздуха, содержащая соединительное приспособление для соединения фильтрующего картриджа с устройством, потребляющим текучую среду, таким как воздухозаборник двигателя внутреннего сгорания. Как более подробно объяснено ниже, соединительное приспособление может содержать концевой покрывающий элемент 200, расположенный на фильтрующем картридже, который взаимодействует с соединителем 100 соответствующей формы, расположенным либо на устройстве, потребляющем текучую среду, либо корпусе (не показан), внутри которого расположен фильтрующий картридж. В некоторых примерах фильтрующий картридж может быть также снабжен концевым покрывающим элементом 300 напротив концевого покрывающего элемента 200. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1В, концевой покрывающий элемент 300 представляет собой закрытый концевой покрывающий элемент.

На фиг. 2 проиллюстрирован соединитель 100, который может быть предоставлен в варианте осуществления системы согласно настоящему изобретению для соединения с элементом фильтрации текучей среды. Без потери универсальности соединитель 100 показан в ориентации, где фланец, который является частью системы или прикреплен к системе (например, посредством точечной сварки), показан в виде верхней части, и выступающая часть 100, которая принимает элемент фильтрации текучей среды, показана в виде нижней части. Эта ориентация просто выбрана для иллюстративных целей. Система может также функционировать в других ориентациях без отступления от принципов, представленных в данном документе.

Соединитель 100 содержит по существу цилиндрическую выступающую часть 110, имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов 120, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов 130.

Нерезьбовые сегменты 130 распределены вдоль окружности цилиндрической выступающей части 110 для обеспечения скольжения по существу цилиндрического канала элемента фильтрации текучей среды (описан ниже) по по существу цилиндрической выступающей части 110 без взаимодействия между резьбовыми сегментами 120 по существу цилиндрической выступающей части 110 и резьбовыми сегментами по существу цилиндрического канала, только когда по существу цилиндрический канал и по существу цилиндрическая выступающая часть 110 находятся в одном из набора предопределенных диапазонов относительных угловых положений (здесь снова следует отметить, что набор может состоять только из одного подходящего диапазона относительного углового положения). Диапазоны могут охватывать угол вплоть до 22,5° на каждой стороне центрального положения, предпочтительно вплоть до 10° на каждой стороне центрального положения, более предпочтительно вплоть до 5° на каждой стороне центрального положения, наиболее предпочтительно вплоть до 2,5° на каждой стороне центрального положения.

Резьбовые сегменты 120 по существу цилиндрической выступающей части 110 предусмотрены для обеспечения сцепления с резьбовыми сегментами по существу цилиндрического канала, когда по существу цилиндрический канал проскользнул по по существу цилиндрической выступающей части 110, посредством вращения. Степень вращения, требуемая для достижения сцепления, зависит от степени угла резьбовых частей. Она предпочтительно составляет 180° или меньше (например, если один резьбовой сегмент 120 проходит по по существу половине окружности по существу цилиндрической выступающей части 110), более предпочтительно 90° или меньше (например, если каждый из пары резьбовых сегментов 120 проходит по по существу четверти окружности по существу цилиндрической выступающей части 110), возможно даже 60°, 45°, 30° или меньше.

На фиг. 3 проиллюстрирован концевой покрывающий элемент 200 для соответствующего элемента фильтрации текучей среды. Концевой покрывающий элемент 200 снабжен по существу цилиндрическим каналом 210, имеющим внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов 220, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов 230. В одном аспекте канал 210, который имеет трубчатую форму, которая может быть или может не быть цилиндрической, может быть охарактеризован как боковая стенка 210, определяющая центральное отверстие.

Поскольку резьбовая структура предназначена для сцепления с резьбами по существу цилиндрической выступающей части 110, описанной выше, и поскольку это соединение должно обеспечивать возможность поддерживания веса элемента фильтрации текучей среды (в «подвешенной» компоновке), количество резьб и их глубина выбраны в зависимости от размера элемента фильтрации текучей среды и в соответствии с весом, который предстоит поддерживать. В контексте промышленного развития элементы фильтрации текучей среды могут иметь примерные диаметры в диапазоне от 120 мм до 324 мм и примерные длины в диапазоне от 600 мм до 2000 мм или больше.

Верхний фланец концевого покрывающего элемента 200 может быть снабжен уплотнением или прокладкой 202 для обеспечения осевого уплотнения между (чистой) внутренней частью элемента фильтрации текучей среды и системой с одной стороны и (грязной) наружной частью элемента фильтрации текучей среды с другой стороны. Характеристики данного уплотнения или прокладки 202 могут быть выбраны в зависимости от требований применения и типа текучей среды для фильтрации. Таким образом, в вариантах осуществления для использования в контексте промышленной фильтрации воздуха простого кольца из вспененного материала с низким трением может быть достаточно, тогда как в других применениях может требоваться сжатая или согнутая эластомерная прокладка (например, выполненная из резины или полиуретана). В одном аспекте уплотнение или прокладка 202 могут иметь обращенную по оси уплотняющую поверхность 202а, таким образом осевое уплотнение (т.е. уплотнения в плоскости, ортогональной продольной оси X фильтрующего картриджа) образовано между уплотнением или прокладкой 202 и соединителем 100.

Совершенно понятно, что в случае, проиллюстрированном на фиг. 2 и 3, канал 210 концевого покрывающего элемента 200 может быть выполнен для скольжения по по существу цилиндрической выступающей части 110 (вверх, в ориентации, выбранной для фиг. 2 и 3), при условии, что невзаимодействующие сегменты 230 концевого покрывающего элемента 200 выровнены под углом с резьбовыми сегментами 120 по существу цилиндрической выступающей части 110. Также легко можно понять, что после скольжения концевого покрывающего элемента 200 по по существу цилиндрической выступающей части 110 резьбовые сегменты 220 концевого покрывающего элемента 200 могут быть выполнены для сцепления с резьбовыми сегментами 120 по существу цилиндрической выступающей части 110 путем поворота концевого покрывающего элемента 200 на приблизительно 60° в направлении, указанном стрелкой.

Преимущественно наличие невзаимодействующих сегментов 230 на по существу цилиндрическом канале 210 не исключает его навинчивание на выступающую часть известного уровня техники с непрерывной резьбой, обеспечивая таким образом одностороннюю совместимость с предшествующими системами.

Несмотря на то, что принцип настоящего изобретения был проиллюстрирован на фиг. 2 и 3 со ссылкой на конструкцию, в которой невзаимодействующие сегменты 230 по существу цилиндрического канала 210 предоставляются посредством прерывания резьбы, настоящее изобретение этим не ограничено.

В варианте осуществления системы согласно настоящему изобретению, схематически проиллюстрированном на фиг. 4 в поперечном сечении, по существу цилиндрическая выступающая часть 110 снабжена рядом круговых выступов.

Выступающие радиально наружу выступы по существу цилиндрической выступающей части 110 представляют собой части, где покрытие повторяет исходный цилиндрический контур (показан пунктирными линиями), и эти выступы образуют резьбовые сегменты 120 соединителя 100. С другой стороны, части между выступами (впадины или проходящие внутрь углубления в цилиндре) не имеют резьбы (или в большинстве случаев имеют очень неглубокую нефункциональную резьбу) и образуют нерезьбовые сегменты 130 соединителя.

Соответствующий по существу цилиндрический канал 210, схематически проиллюстрированный в поперечном сечении на фиг. 5, также снабжен круговыми выступами с дополняющей функцией.

Выступающие радиально наружу выступы по существу цилиндрического канала 210 представляют собой части, где покрытие отдаляется от исходного цилиндрического контура (показан пунктирными линиями), и эти выступы образуют невзаимодействующие сегменты 230 по существу цилиндрического канала 210. С другой стороны, части между выступами (впадины или проходящие внутрь углубления в цилиндре) имеют функциональную резьбу и образуют резьбовые сегменты 220 по существу цилиндрического канала 210.

На фиг. 6A-6D схематически проиллюстрирован процесс сцепления между концевым покрывающим элементом 200 и соединителем 100. На фиг. 6А по существу цилиндрический канал 210 скользит по по существу цилиндрической выступающей части 110 посредством выбора относительной угловой ориентации, в которой невзаимодействующие сегменты 230 канала 210 выровнены с резьбовыми сегментами 120 соединителя 100.

Во время движения скольжения канал 210 и выступающая часть 110 не должны быть идеально соосны, в действительности, небольшой градус или маленькое отклонение от оси канала 210 может способствовать скольжению между компонентами. Инициация движения вращения склонна заново центрировать канал 210 относительно выступающей части 110 с тем, чтобы достичь положения, показанного на фиг. 6В.

В положении, показанном на фиг. 6С, канал 210 был повернут на приблизительно 20° в направлении сцепления. Резьбовые сегменты 220 канала 210 начали сцепляться с резьбовыми сегментами 120 выступающей части 110.

В положении, показанном на фиг. 6D, канал 210 был повернут на приблизительно 60° в направлении сцепления. Резьбовые сегменты 220 канала 210 полностью вошли в сцепление с резьбовыми сегментами 120 выступающей части 110.

Как показано на фиг. 4-6, выступы соединителя могут быть предусмотрены для исключения вращательной симметрии, обеспечивая таким образом установку элемента фильтрации текучей среды в определенной угловой ориентации. Поскольку выступы видны снаружи выступающей части 110 и на открытом конце концевого покрывающего элемента 200, для конечного пользователя легко увидеть, как элемент фильтрации текучей среды должен удерживаться, чтобы войти в соединитель 100.

Следует отметить, что круговые выступы могут быть предусмотрены для обеспечения диаметральной симметрии.

Как проиллюстрировано на фиг. 7, резьбовые сегменты 120 по существу цилиндрической выступающей части 110 предпочтительно на своем выступающем конце снабжены участком 150 покрытия без резьбы с диаметром, соответствующим наружному диаметру резьбовых сегментов 120 (предпочтительно не меньше или больше него), и длиной, превышающей шаг резьбы резьбовых сегментов 120, для предотвращения навинчивания элемента, имеющего резьбу в осевом диапазоне, определяемом участком покрытия без резьбы.

Эффектом участка 150 покрытия без резьбы является двусоставность. С одной стороны, он исключает непреднамеренное навинчивание старого элемента фильтрации текучей среды (с непрерывной резьбой) на соединитель системы согласно настоящему изобретению. С другой стороны, он обеспечивает скольжение по существу резьбового канала 210 достаточно далеко в выступающую часть 110 перед тем, как может быть инициировано сцепление байонетного типа. Таким образом, может быть гарантировано эффективное окончание верхней части концевого покрывающего элемента 200 напротив фланца соединителя 100 в конце вращения для сцепления, таким образом любое уплотнение, которое может быть предусмотрено там, сжимается.

Следует отметить, что в вариантах осуществления, где соединитель 100 снабжен по существу цилиндрическим каналом и концевой покрывающий элемент 200 элемента фильтрации содержит по существу цилиндрическую выступающую часть, имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов, участок 150 покрытия без резьбы также должен быть предусмотрен на соединителе 100. В таких случаях, после скольжения по существу цилиндрической выступающей части концевого покрывающего элемента 200 достаточно далеко в по существу цилиндрический канал соединителя 100, резьбовые сегменты в по существу цилиндрическом канале соединителя 100 могут быть выполнены для сцепления с резьбовыми сегментами 120 по существу цилиндрической выступающей части концевого покрывающего элемента 200 посредством поворота концевого покрывающего элемента 200 на требуемый угол (например, на приблизительно 60° в направлении, указанном стрелкой, как показано на фиг. 3 для противоположного варианта осуществления).

Дополнительная защита от обратного вращения 160, 260 может быть предусмотрена для исключения вращения концевого покрывающего элемента в неправильном направлении. На фиг. 7 проиллюстрирован узкий резьбовой сегмент, в котором одна канавка резьбы пропущена для создания ребра 160. На фиг. 8 ребро или клиновидный элемент 260 могут быть видны в соответствующем положении концевого покрывающего элемента 200. Оба элемента 160, 260 расположены для обеспечения того, что вращение возможно только в одном направлении.

Как показано на фиг. 9, ребро или клиновидный элемент 260 могут быть снабжены гибким упором 265, который в комбинации с ребром 160 выступающей части образует замыкание на защелках. Дополнительное преимущество данной конструкции заключается в том, что пользователь слышит и/или чувствует «щелчок» при активации замыкания 160, 260 на защелках, который сигнализирует о том, что достигнуто достаточно плотное сцепление, при этом уплотнение сжимается. Замыкание 160, 260 на защелках предпочтительно выполнено таким образом, что оно может быть выведено из зацепления посредством вращательного усилия вручную.

Снова обращаясь к фиг. 3, настоящее изобретение также относится к элементу фильтрации текучей среды для использования в системе фильтрации текучей среды, как описано выше, при этом элемент фильтрации текучей среды содержит концевой покрывающий элемент 200, выполненный с возможностью соединения с соединителем 100, установленным на устройстве для обеспечения обмена текучей средой между элементом фильтрации и устройством, при этом концевой покрывающий элемент 200 снабжен цилиндрическим каналом 210, имеющим внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов 220, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов 230, при этом невзаимодействующие сегменты 230 остаются снаружи пространства, определенного наружным диаметром резьбовых сегментов 220; при этом невзаимодействующие сегменты 230 распределены вдоль окружности цилиндрического канала 210 для исключения вращательной симметрии.

Элемент фильтрации текучей среды может дополнительно содержать фильтрационную среду, предусмотренную вокруг и/или внутри осевой гильзы, при этом концевой покрывающий элемент 200 прикреплен к гильзе или выполнен в виде одной части с ней.

Наличие жесткой гильзы позволяет конечному пользователю прилагать необходимый крутящий момент к дальнему концу гильзы. Дальний конец гильзы (или второй концевой покрывающий элемент, предусмотренный здесь) может быть предусмотрен для этой цели с элементом, который может быть легко захвачен гаечным ключом, таким как гексагональная выступающая часть.

Настоящее изобретение также относится к способу изготовления элемента фильтрации, описанного выше, при этом способ включает:

- прессование металлического диска посредством оправки за один или несколько этапов с получением первого концевого покрывающего элемента 200 с каналом 210;

- пресс-вальцевание первого концевого покрывающего элемента посредством оправки с резьбой или боковое прессование первого концевого покрывающего элемента посредством пресс-формы с резьбой с предоставлением первого концевого покрывающего элемента 200 с непрерывной или сегментированной внутренней резьбой; и

- объединение первого концевого покрывающего элемента 200 с гильзой, фильтрационной средой и вторым концевым покрывающим элементом с получением элемента фильтрации воздуха;

при этом прессование металлического диска обеспечивает придание по существу цилиндрической формы с рядом выступов, которые после этапа пресс-вальцевания или бокового прессования образуют невзаимодействующие сегменты 230, тогда как остальная часть формы образует резьбовые сегменты 220.

В зависимости от конструкции оправки с резьбой или пресс-формы с резьбой способ, описанный выше, может приводить к получению полусимметричной цилиндрической формы или по существу симметричной формы. По существу симметричная форма может быть предпочтительной с точки зрения изготовления, поскольку ее можно получить посредством набора частичных пресс-форм (например, 4 пресс-форм), которые подвергаются по существу равной нагрузке во время этапа пресс-вальцевания. При использовании полуцилиндрической формы оператор может понять правильную ориентацию для вставки и замыкания элемента фильтрации текучей среды на основе самой формы (например, посредством распознавания конкретной оси в полусимметричной конструкции). При использовании по существу симметричной цилиндрической формы графические индикаторы, такие как стрелки и символы замыкания, могут быть предоставлены для помощи пользователю правильно выровнять элемент фильтрации текучей среды перед вставкой и правильно его вращать до получения надлежащего замыкания.

На фиг. 10-15 проиллюстрирован другой вариант осуществления системы согласно настоящему изобретению и ее частей. Данный вариант осуществления может, например, быть использован в контексте фильтрации нефти.

На фиг. 10А-10F представлен вид сверху, вид спереди, поперечные сечения и перспективы концевого покрывающего элемента 200, например выполненного из пластика, снабженного по существу цилиндрическим каналом 210, имеющим внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов 220, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов 230. Невзаимодействующие сегменты 230 остаются снаружи пространства, определенного наружным диаметром резьбовых сегментов 220. Невзаимодействующие сегменты 230 распределены вдоль окружности цилиндрического канала 210 для исключения вращательной симметрии.

Одна канавка резьбы была пропущена для создания ребра 260 для исключения вращения концевого покрывающего элемента в неправильном направлении. Гибкий упор 265 предусмотрен для сцепления с соответствующим ребром на выступающей части в соединителе. В противовес варианту осуществления по фиг. 9 гибкий упор 265 данного варианта осуществления предоставлен отдельно от ребра 260. В иллюстративном варианте осуществления соединение на защелках предусмотрено в продольной зоне, которая не имеет резьбы, для способствования изготовлению; в других вариантах осуществления этот признак может быть предоставлен в продольной зоне, которая имеет резьбу.

Концевой покрывающий элемент 200 соединен с внутренней частью, предпочтительно выполненной из пластика, верхняя поверхность которой действует как уплотняющее кольцо 270, которое сцепляется с соответствующей поверхностью на входе системы, когда элемент фильтрации текучей среды соединен с системой. Предпочтительно уплотняющее кольцо предусмотрено с некоторым количеством гофр, выступов или зубцов, которые обеспечивают устойчивость уплотняющего кольца к вращению под воздействием вибраций, которые могут возникать в условиях работы двигателя. Нижняя часть внутренней части образует трубкообразный выходной канал 280.

Нижняя часть концевого покрывающего элемента 200 имеет круговую канавку для вмещения кольцевого уплотнения 285 с целью сцепления с возможностью уплотнения с корпусом (контейнером) элемента фильтрации текучей среды, на котором установлен концевой покрывающий элемент 200 (см. фиг. 13A-13D и 14А-14С).

На фиг. 11А-11D представлен вид сверху, вид спереди, поперечные сечения и перспективы соответствующего варианта осуществления соединителя 100 согласно настоящему изобретению. Соединитель 100 содержит по существу цилиндрическую выступающую часть 110, имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов 120, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов 130. Участок 150 покрытия без резьбы с диаметром, соответствующим наружному диаметру резьбовых сегментов 120 (предпочтительно не меньше или больше него), и длиной, превышающей шаг резьбы резьбовых сегментов 120, предусмотрены для предотвращения навинчивания элемента, имеющего резьбу в осевом диапазоне, определяемом участком покрытия без резьбы. Предусмотрена впускная труба 180, которая во время установки элемента фильтрации текучей среды размещается в трубкообразном выходном канале 280. По завершению процесса соединения уплотняющее кольцо 270 элемента фильтрации текучей среды сцепляется с поверхностью 170.

На фиг. 12A-12D проиллюстрированы относительные положения элемента фильтрации среды с концевым покрывающим элементом 200 и системы с соединителем 100 во время вставки (фиг. 12А-12В) и после полного сцепления вращением (фиг. 12C-12D). Графические индикаторы, такие как стрелки и символы замыкания, помогают пользователю правильно выровнять элемент фильтрации текучей среды перед вставкой и правильно его вращать до получения надлежащего замыкания. Поскольку эти символы однозначно определяют правильную ориентацию для вставки и замыкания, резьбовые части больше не должны иметь такую форму, чтобы оператор мог понять правильную ориентацию на основе самой формы (например, посредством распознавания конкретной оси в полусимметричной конструкции).

На фиг. 13A-13D и 14А-14С проиллюстрирован вариант осуществления элемента фильтрации текучей среды для использования в системе согласно настоящему изобретению. Среда 290 для фильтрации, такая как среда в складку, предусмотрена вокруг осевой гильзы 295, имеющей концевой покрывающий элемент 200, который описан выше и прикреплен к ней.

Концевой покрывающий элемент 200 элемента фильтрации может по существу быть выполнен из пластика. Элемент фильтрации текучей среды может быть собран посредством скольжения по нему части металлического контейнера, вмещающего фильтрационную среду 290, и складывания его внутрь. На этом этапе кольцевое уплотнение 285 концевого покрывающего элемента 200 сцепляется с возможностью уплотнения с контейнером. Сборка может быть зафиксирована против относительного вращения частей, например, посредством выполнения впадины в тонколистовом металле контейнера, которая попадает в пластик концевого покрывающего элемента 200.

Концевой покрывающий элемент 200 выполнен с возможностью соединения с соединителем 100, установленным на устройстве для обеспечения обмена текучей средой между элементом фильтрации и устройством. Концевой покрывающий элемент 200 снабжен цилиндрическим каналом 210, имеющим внутреннюю резьбовую структуру, как описано выше в связи с фиг. 10.

Концевой покрывающий элемент 200 может быть объединен с внутренней частью 275 с образованием концевого покрывающего элемента в сборе. Внутренняя часть 275 концевого покрывающего элемента в сборе, предпочтительно выполненная из пластика, имеет предпочтительно зубчатую верхнюю поверхность 270, действующую как уплотняющее кольцо, которое сцепляется с соответствующей поверхностью 170 на входе системы, когда элемент фильтрации текучей среды соединен с системой. Нижняя часть 280 внутренней части 275 образует трубкообразный выходной канал, сообщающийся с внутренней полостью осевой гильзы 295, которая ограничивает чистую сторону фильтрационной среды 290.

На фиг. 15 проиллюстрирован вариант осуществления элемента фильтрации текучей среды с концевым покрывающим элементом 200 и системы с соединителем 100 после полного сцепления вращением (см. фиг. 12СD, правая фигура). Среда 290 для фильтрации, такая как среда в складку, предусмотрена вокруг осевой гильзы 295, имеющей концевой покрывающий элемент 200, который описан выше и прикреплен к ней. Концевой покрывающий элемент 200 соединен с соединителем 100, установленным на устройстве для обеспечения обмена текучей средой между элементом фильтрации и устройством. Концевой покрывающий элемент 200 снабжен цилиндрическим каналом 210, имеющим внутреннюю резьбовую структуру, как описано выше в связи с фиг. 10.

Концевой покрывающий элемент 200 объединен с внутренней частью 275, как описано выше в связи с фиг. 13 и 14, которая может, например, быть сформована поверх или прикреплена механически. Верхняя поверхность 270 действует в качестве уплотняющего кольца, которое по оси сцепляется с соответствующей поверхностью 170 на входе системы. Гофры или зубья на верхней части уплотняющего кольца 270 предотвращают ослабление уплотняющего кольца под воздействием вибраций, которые возникают в традиционных условиях работы устройства. Уплотняющее кольцо имеет две уплотняющие области для отделения «чистой» стороны текучей среды от «грязной» стороны текучей среды.

Жирными стрелками схематически проиллюстрирован поток «грязной» текучей среды (стрелка А) и «чистой» текучей среды (стрелка В). «Грязная» текучая среда (стрелка А) проходит через специальные горизонтальные каналы для потока под областью уплотнения с контейнером для направления центрального входящего потока наружу среды.

Как можно видеть, нижняя часть 280 внутренней части 275 образует трубкообразный выходной канал, сообщающийся с внутренней полостью осевой гильзы 295, которая ограничивает чистую сторону фильтрационной среды 290, и размещает с возможностью уплотнения центральную впускную трубу 180 соединителя 100.

Конфигурация уплотнений, описанная выше, обладает преимуществом в том, что любые жидкости, имеющиеся в контейнере перед обслуживанием, остаются в контейнере, когда элемент фильтрации извлекается для обслуживания.

В вариантах проиллюстрированного варианта осуществления часть над кольцевым уплотнением 285 концевого покрывающего элемента 200 может быть укорочена посредством уменьшающегося количества последовательностей резьбы и/или включения защелкивающейся системы в области резьбы.

Хотя настоящее изобретение было описано выше в данном документе со ссылкой на конкретные варианты осуществления, это было сделано для пояснения, а не ограничения настоящего изобретения, объем которого следует определять, ссылаясь на прилагаемую формулу изобретения. В частности, признаки, которые были описаны как относящиеся к элементу фильтрации текучей среды, в частности, к по существу цилиндрическому каналу, могут применяться с теми же техническими эффектами и преимуществами в отношении соединителя, если это соединитель, который снабжен каналом, и элемент фильтрации текучей среды, который снабжен выступающей частью. В противном случае, признаки, которые были описаны как относящиеся к соединителю, в частности, к по существу цилиндрической выступающей части, могут применяться с теми же техническими эффектами и преимуществами в отношении элемента фильтрации текучей среды, если это элемент фильтрации текучей среды, который снабжен выступающей частью, и соединитель, который снабжен каналом.

Изобретение относится к быстросоединяемому соединительному приспособлению байонетного типа для использования при присоединении фильтрующего картриджа или элемента фильтрации к устройству, потребляющему текучую среду. Система для соединения элемента фильтрации текучей среды содержит соединитель для соединения с элементом фильтрации текучей среды, при этом элемент фильтрации текучей среды содержит концевой покрывающий элемент, снабженный первым соединительным средством, а соединитель содержит второе соединительное средство. Первое соединительное средство содержит по существу цилиндрический канал, имеющий внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов. Второе соединительное средство содержит по существу цилиндрическую выступающую часть (110), имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов (120), прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов (130), или наоборот. Нерезьбовые сегменты (130) распределены вдоль окружности цилиндрической выступающей части (110) таким образом, чтобы обеспечивать только скольжение цилиндрического канала по цилиндрической выступающей части (110) без взаимодействия между резьбовыми сегментами (120) и указанными резьбовыми сегментами цилиндрического канала, когда цилиндрический канал и цилиндрическая выступающая часть (100) находятся в одном из набора предопределенных диапазонов относительных угловых положений. Резьбовые сегменты (120) предусмотрены для обеспечения сцепления с указанными резьбовыми сегментами цилиндрического канала, когда цилиндрический канал проскользнул по цилиндрической выступающей части (110) посредством вращения. Резьбовые сегменты образованы на множестве круговых выступов. Резьбовые сегменты и круговые выступы предусмотрены для исключения вращательной симметрии. Технический результат: обеспечение правильной установки фильтрующего элемента, невозможность установки несоответствующего фильтрующего элемента, сохранение совместимости с предыдущими системами на основе резьбы для навинчивания. 8 н. и 22 з.п. ф-лы, 36 ил.

1. Система для соединения элемента фильтрации текучей среды, содержащая: соединитель для соединения с элементом фильтрации текучей среды, при этом элемент фильтрации текучей среды содержит концевой покрывающий элемент (200), снабженный первым соединительным средством, при этом соединитель (100) содержит второе соединительное средство;

при этом указанное первое соединительное средство содержит по существу цилиндрический канал (210), имеющий внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов (220), прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов (230), и указанное второе соединительное средство содержит по существу цилиндрическую выступающую часть (110), имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов (120), прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов (130), или наоборот;

при этом указанные нерезьбовые сегменты (130) распределены вдоль окружности указанной цилиндрической выступающей части (110) таким образом, чтобы обеспечивать только скольжение указанного по существу цилиндрического канала (210) по указанной по существу цилиндрической выступающей части (110) без взаимодействия между указанными резьбовыми сегментами (120) указанной по существу цилиндрической выступающей части (110) и указанными резьбовыми сегментами (220) указанного по существу цилиндрического канала (210), когда указанный по существу цилиндрический канал (200) и указанная по существу цилиндрическая выступающая часть (100) находятся в одном из набора предопределенных диапазонов относительных угловых положений; и

при этом указанные резьбовые сегменты (120) указанной по существу цилиндрической выступающей части (100) предусмотрены для обеспечения сцепления с указанными резьбовыми сегментами (220) указанного по существу цилиндрического канала (210), когда указанный по существу цилиндрический канал (210) проскользнул по указанной по существу цилиндрической выступающей части (110) посредством вращения; при этом резьбовые сегменты образованы на множестве круговых выступов, резьбовые сегменты и круговые выступы предусмотрены для исключения вращательной симметрии.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что указанное первое соединительное средство содержит по существу цилиндрическую выступающую часть, имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов, и указанное второе соединительное средство содержит по существу цилиндрический канал, имеющий внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что указанное первое соединительное средство содержит по существу цилиндрический канал (210), имеющий внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов (220), прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов (230), и указанное второе соединительное средство содержит по существу цилиндрическую выступающую часть (110), имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов (120), прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов (130).

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что указанная по существу цилиндрическая выступающая часть (110) снабжена рядом круговых выступов.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что указанные круговые выступы предусмотрены для исключения вращательной симметрии.

6. Система по п. 4, отличающаяся тем, что указанные круговые выступы предусмотрены для обеспечения диаметральной симметрии.

7. Система по любому из пп. 3-6, отличающаяся тем, что указанные резьбовые сегменты (120) указанной по существу цилиндрической выступающей части (110) на своем выступающем конце снабжены участком (150) покрытия без резьбы с диаметром, соответствующим наружному диаметру указанных резьбовых сегментов (120), и длиной, превышающей шаг резьбы указанных резьбовых сегментов (120), для предотвращения навинчивания элемента, имеющего резьбу, в осевом диапазоне, определяемом указанным участком покрытия без резьбы.

8. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит указанный элемент фильтрации текучей среды, содержащий указанный концевой покрывающий элемент (200), снабженный указанным первым соединительным средством, при этом указанное первое соединительное средство сцеплено с возможностью отсоединения с указанным вторым соединительным средством.

9. Соединитель (100) для использования в системе по любому из предыдущих пунктов, при этом соединитель содержит по существу цилиндрическую выступающую часть (110), имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов (120), прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов (130), при этом соединитель (100) предусмотрен для взаимодействия с концевым покрывающим элементом (200) элемента фильтрации текучей среды, при этом указанный концевой покрывающий элемент (200) содержит по существу цилиндрический канал (210), имеющий внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов (220), прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов (230);

при этом указанные нерезьбовые сегменты (130) распределены вдоль окружности указанной цилиндрической выступающей части (110) таким образом, чтобы обеспечивать только скольжение указанного по существу цилиндрического канала (210) указанного элемента фильтрации текучей среды по указанной по существу цилиндрической выступающей части (110) без взаимодействия между указанными резьбовыми сегментами (120) указанной по существу цилиндрической выступающей части (110) и указанными резьбовыми сегментами (220) указанного по существу цилиндрического канала (210), когда указанный по существу цилиндрический канал (200) и указанная по существу цилиндрическая выступающая часть (100) находятся в одном из набора предопределенных диапазонов относительных угловых положений; и

при этом указанные резьбовые сегменты (120) указанной по существу цилиндрической выступающей части (100) предусмотрены для обеспечения сцепления с указанными резьбовыми сегментами (220) указанного по существу цилиндрического канала (210), когда указанный по существу цилиндрический канал (210) проскользнул по указанной по существу цилиндрической выступающей части (110), посредством вращения; при этом резьбовые сегменты образованы на множестве круговых выступов, резьбовые сегменты и круговые выступы предусмотрены для исключения вращательной симметрии.

10. Соединитель для использования в системе по любому из предыдущих пунктов, при этом соединитель содержит по существу цилиндрический канал, имеющий внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов; при этом соединитель предусмотрен для взаимодействия с концевым покрывающим элементом элемента фильтрации текучей среды, при этом указанный концевой покрывающий элемент содержит по существу цилиндрическую выступающую часть, имеющую наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов;

при этом указанные нерезьбовые сегменты распределены вдоль окружности указанной цилиндрической выступающей части таким образом, чтобы обеспечивать только скольжение указанного по существу цилиндрического канала указанного элемента фильтрации текучей среды по указанной по существу цилиндрической выступающей части без взаимодействия между указанными резьбовыми сегментами указанной по существу цилиндрической выступающей части и указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал и указанная по существу цилиндрическая выступающая часть находятся в одном из набора предопределенных диапазонов относительных угловых положений; и

при этом указанные резьбовые сегменты указанной по существу цилиндрической выступающей части предусмотрены для обеспечения сцепления с указанными резьбовыми сегментами указанного по существу цилиндрического канала, когда указанный по существу цилиндрический канал проскользнул по указанной по существу цилиндрической выступающей части, посредством вращения;

при этом резьбовые сегменты образованы на множестве круговых выступов, резьбовые сегменты и круговые выступы предусмотрены для исключения вращательной симметрии.

11. Элемент фильтрации текучей среды для использования в системе по любому из пп. 1-7, при этом элемент фильтрации текучей среды содержит концевой покрывающий элемент (200), выполненный с возможностью соединения с указанным соединителем (100), установленным на устройстве для обеспечения обмена текучей средой между указанным элементом фильтрации и указанным устройством;

при этом указанный концевой покрывающий элемент (200) снабжен указанным цилиндрическим каналом (210), имеющим внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов (220), прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов (230), при этом указанные невзаимодействующие сегменты (230) остаются снаружи пространства, определенного наружным диаметром указанных резьбовых сегментов (220); и

при этом указанные невзаимодействующие сегменты (230) распределены вдоль окружности указанного цилиндрического канала (210) для исключения вращательной симметрии;

при этом резьбовые сегменты образованы на множестве круговых выступов, резьбовые сегменты и круговые выступы предусмотрены для исключения вращательной симметрии.

12. Элемент фильтрации текучей среды для использования в системе по любому из пп. 1-7, при этом элемент фильтрации текучей среды содержит концевой покрывающий элемент, выполненный с возможностью соединения с указанным соединителем, установленным на устройстве для обеспечения обмена текучей средой между указанным элементом фильтрации и указанным устройством, при этом указанный концевой покрывающий элемент снабжен указанной по существу цилиндрической выступающей частью, имеющей наружную резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов, прерывающихся за счет нерезьбовых сегментов;

при этом резьбовые сегменты образованы на множестве круговых выступов, резьбовые сегменты и круговые выступы предусмотрены для исключения вращательной симметрии.

13. Элемент фильтрации текучей среды по п. 11 или 12, отличающийся тем, что дополнительно содержит фильтрационную среду (290), предусмотренную вокруг осевой гильзы (295), при этом концевой покрывающий элемент (200) прикреплен к одной или обеим из среды и гильзы.

14. Элемент фильтрации текучей среды по любому из пп. 11-13, отличающийся тем, что дополнительно содержит защелкивающийся элемент (265), предусмотренный для сохранения сцепления между указанной по существу цилиндрической выступающей частью и указанным по существу цилиндрическим каналом, когда достигнуто полное сцепление вращением.

15. Способ изготовления элемента фильтрации по любому из пп. 11-14, при этом способ включает:

- прессование металлического диска посредством оправки за один или несколько этапов с получением первого концевого покрывающего элемента (200) с каналом (210) и образование по существу цилиндрической формы с рядом выступов;

- пресс-вальцевание указанного первого концевого покрывающего элемента посредством оправки с резьбой или боковое прессование первого концевого покрывающего элемента посредством пресс-формы с резьбой с предоставлением указанного первого концевого покрывающего элемента (200) с непрерывной или сегментированной внутренней резьбой и образование указанных резьбовых сегментов (220) и указанных невзаимодействующих сегментов (230) в канале (210), при этом указанные невзаимодействующие сегменты (230) образованы посредством указанных выступов; и

- объединение указанного первого концевого покрывающего элемента (200) с гильзой, фильтрационной средой и вторым концевым покрывающим элементом с получением указанного элемента фильтрации воздуха;

при этом резьбовые сегменты образованы на множестве круговых выступов, резьбовые сегменты и круговые выступы предусмотрены для исключения вращательной симметрии.

16. Концевой покрывающий элемент в сборе для элемента фильтрации текучей среды, при этом концевой покрывающий элемент в сборе содержит концевой покрывающий элемент (200) и внутреннюю часть (275), соединенную с ним;

при этом указанный концевой покрывающий элемент (200) снабжен по существу цилиндрическим каналом (210), имеющим внутреннюю резьбовую структуру, состоящую из ряда резьбовых сегментов (220), прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов (230), при этом невзаимодействующие сегменты (230) остаются снаружи пространства, определенного наружным диаметром резьбовых сегментов (220), и распределены вдоль окружности цилиндрического канала (210) для исключения вращательной симметрии;

при этом указанная внутренняя часть (275) имеет верхнюю поверхность (270), которая действует, когда элемент фильтрации текучей среды соединен с системой, в качестве уплотняющего кольца, которое зацепляется с соответствующей поверхностью на входе указанной системы; и

при этом нижняя часть (280) внутренней части (275) образует трубкообразный выходной канал;

при этом резьбовые сегменты образованы на множестве круговых выступов, резьбовые сегменты и круговые выступы предусмотрены для исключения вращательной симметрии.

17. Концевой покрывающий элемент в сборе по п. 16, отличающийся тем, что по меньшей мере одно из указанного концевого покрывающего элемента (200) и указанной внутренней части (275) выполнено из пластика.

18. Концевой покрывающий элемент в сборе по п. 16 или 17, отличающийся тем, что указанная верхняя поверхность (270) снабжена гофрами или зубцами.

19. Концевой покрывающий элемент в сборе по любому из пп. 16-18, отличающийся тем, что канавка резьбы была пропущена для создания ребра (260), предусмотренного для исключения вращения концевого покрывающего элемента (200) в неправильном направлении.

20. Концевой покрывающий элемент в сборе по любому из пп. 16-19, отличающийся тем, что гибкий упор (265) предусмотрен для сцепления с соответствующим ребром на выступающей части в соединителе системы защелкивающимся образом.

21. Концевой покрывающий элемент в сборе по любому из пп. 16-20, отличающийся тем, что нижняя часть концевого покрывающего элемента (200) имеет круговую канавку для вмещения уплотняющего средства (285) для сцепления с возможностью уплотнения с корпусом элемента фильтрации текучей среды, на котором установлен концевой покрывающий элемент (200).

22. Фильтрующий картридж, содержащий:

a) удлиненную часть среды (290) для фильтрации;

b) осевую гильзу (295), удерживающую среду (290);

c) концевой покрывающий элемент (200), функционально соединенный с осевой гильзой (295), при этом концевой покрывающий элемент (200) содержит боковую стенку (210), определяющую центральное отверстие;

d) уплотнитель, поддерживаемый концевым покрывающим элементом (200); и

e) соединительное приспособление, выполненное для соединения с соединителем (100) устройства, потребляющего текучую среду, имеющим форму, предусматривающую взаимодействие, при этом соединительное приспособление содержит несколько резьбовых сегментов (220), прерывающихся за счет невзаимодействующих сегментов (230), при этом невзаимодействующие сегменты (230) ориентированы радиально за пределами окружности, образованной наружным диаметром резьбовых сегментов (220), и распределены вдоль боковой стенки (210) концевого покрывающего элемента;

при этом резьбовые сегменты образованы на множестве круговых выступов, резьбовые сегменты и круговые выступы предусмотрены для исключения вращательной симметрии.

23. Фильтрующий картридж по п. 22, отличающийся тем, что концевой покрывающий элемент (200) дополнительно содержит фланец (202), проходящий радиально от круговой боковой стенки (210), и при этом уплотнение поддерживается фланцем (202).

24. Фильтрующий картридж по п. 22 или 23, отличающийся тем, что несколько резьбовых сегментов (220) предоставлены на радиально внутренней стороне боковой стенки (210) концевого покрывающего элемента.

25. Фильтрующий картридж по любому из пп. 22-24, отличающийся тем, что концевой покрывающий элемент (200) выполнен из полимерного материала.

26. Фильтрующий картридж по любому из пп. 22-25, отличающийся тем, что уплотнение содержит обращенную по оси уплотняющую поверхность.

27. Фильтрующий картридж по любому из пп. 22-26, отличающийся тем, что уплотнение выполнено из резинового или полиуретанового материала.

28. Фильтрующий картридж по любому из пп. 22-27, отличающийся тем, что несколько резьбовых сегментов (220) предусмотрены для обеспечения вращательной асимметрии.

29. Фильтрующий картридж по любому из пп. 22-28, отличающийся тем, что несколько резьбовых сегментов (220) предусмотрены для обеспечения диаметральной симметрии.

30. Фильтрующий картридж по любому из пп. 22-29, отличающийся тем, что каждый из резьбовых сегментов (220) содержит несколько расположенных на расстоянии по оси резьбовых частей.