共轴满流和旁路油过滤器设备和方法

专利名称：共轴满流和旁路油过滤器设备和方法
技术领域：
本发明主要涉及流体过滤器。更具体地，本发明涉及一种举例而言在引 擎、传动机构或者其他机械装置中使用的针对诸如润滑剂、液压流体或冷却 剂的流体过滤器。
背景技术：
在具有润滑传动的动力车辆中，优选在流体进入泵之前在引擎、传动机 构或机械装置中将残渣(例如，固体颗粒，杂质等)从出流体中过滤出去。 现有技术中公知的过滤器采用流动地介于流体储流器与泵之间的多孔过滤 介质过滤流体。不幸的是，这些现有技术中的过滤器可能存在问题，这是因 为，其可能无法将流体过滤到所希望的程度。
典型的油过滤器系统为单路满流过滤器，其随着油的流通而对油进行净化。为了更完全地净化油并使油或车辆元件(automotive component)的4吏 用寿命能够更长，经常采用形式为旁路过滤的附加辅助过滤器。通过将一小 部分油转移而流过较之满流过滤器中所设置的过滤介质更为稠密的过滤介 质，可实现旁路过滤。
不过，旁路过滤由于多种原因而可能存在问题。 一些旁路过滤器产品可 能需要特定的安装架，间接的过滤头适配器或冗长的连接软管。进一步地， 通过过滤器系统的旁路部分的油流速可能低于所需流速。
相应地，优选提供一种充分净化流体的方法和设备，其易于适用于引擎、 传动机构或机械装置，而几乎或完全不需要改造。进一步地，优选提供一种 以所希望的速率传送流体的方法和设备。

发明内容
通过本发明，可在很大程度上满足上述的需要，其中在一个方面，提供 一种设备，其在某些实施例中过滤在引擎、传动机构或机械装置中的流体。
根据本发明的一个实施例，流体过滤器包括第一过滤器；邻近第一过 滤器的第二过滤器；围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器并具有第一端和 第二端的壳体；被置于所述第一端处的入口；第一出口；和被置于所述第二 端处的第二出口。
根据本发明的另一实施例， 一种流体过滤器，包括第一过滤器；邻近 第 一过滤器的第二过滤器；围绕所述第 一过滤器和所述第二过滤器并具有第 一端和第二端的壳体；入口；被置于所述第一端处的第一出口；和被置于所 述第二端处的第二出口。
根据本发明的又一个实施例， 一种流体过滤器包括第一过滤器；邻近 第一过滤器的第二过滤器；围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的壳体， 其中所述壳体包括具有可移除罐盖的旋上装置(spin-on)或其他罐体、过滤 器筒或料仓箱；入口；第一出口；和被设置于所述可移除罐盖上的第二出口 。
根据本发明的又一个实施例， 一种流体过滤器包括第一过滤器；与所述第一过滤器共轴的第二过滤器；与所述第一过滤器和所述第二过滤器共轴
的入口；与所述第一过滤器和所述第二过滤器共轴的第一出口；和与所述第 一过滤器和所述第二过滤器共轴的第二出口 。
根据本发明的又一个实施例， 一种流体过滤器包括第一过滤器；邻近 第一过滤器的第二过滤器；围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的壳体； 被置于所述第一端处的入口；被置于所述第一端处的第一出口；和被置于远 离所述入口的端处的第二出口 。
根据本发明的再一个实施例， 一种过滤流体的方法包括提供圓柱形壳 体；将第一管状过滤器插入所述壳体；将第二管状过滤器插入所述壳体并与 所述第一管状过滤器共轴；在所述壳体上提供入口；和在所述壳体上提供第 一出口和第二出口，其中所述第二出口处于远离所述第一出口的端处。
根据本发明的再一个实施例， 一种流体过滤器系统包括用于流体的初 级过滤的装置，该装置产生初级流体；用于流体的次级过滤的装置，该装置 产生次级流体；用于将所述初级流体传送到储流器的装置；和用于将所述次 级流体分离地传送到所述储流器的装置，其中，所述用于初级过滤的装置与 所述用于次级过滤的装置共轴。
的详尽描述可以被更好地理解，并使得本发明对现有技术的贡献可以#皮更好 地认识到。当然，本发明存在将在下文中进行描述的另外的实施例，其将形 成所附权利要求的主题。
在这方面，在详细说明本发明的至少一个实施例之前，应理解的是，本 发明并未将其应用局限于所详述的结构，或局限于下面的描述中或附图中所 说明的组件的排布。本发明能够实现所述以外的实施例，并能够以不同方式 被实现和执行。而且，应理解的是，在此以及在摘要中所采用的措辞和术语， 其目的在于描述而不应被认为是用于限制。
这样，本领域技术人员将认识到，本公开内容所基于的概念，可容易地 被用作设计用于实现本发明的各目的的结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，在不偏离本发明的精神和范围的条件下，所附权利要求应被认为包 括了这样的等同物结构。


图1是图示了根据本发明实施例的罐过滤器的外部的侧视图。 图2是图1中的罐过滤器的剖视图。
图3是沿图1中的线3-3截取的横截面视图。 图4是沿图1中的线4-4截取的底视图。
图5图示的是根据本发明另一实施例的罐过滤器的外部的侧视图。
图6是沿图5中的线6-6截取的罐过滤器的剖视图。
图7是沿图5中的线7-7截取的俯视图。
图8是沿图5中的线8 - 8截取的横截面视图。
图9是图5中的罐过滤器的底视图。
图10是显示了从旁路过滤器测量到的输出作为过滤器入口压力的函数 的曲线图。
具体实施例方式
现在将参照附图对本发明进行描述，其中，贯穿全文，相同的参考标号 指代相同的部件。本发明的实施例提供一种用于诸如润滑剂、液压流体或冷 却剂的流体的高质量的可靠的组合满流和旁路过滤器，例如用在引擎、传动 机构或其他机械装置中。
本发明的实施例将两个共轴的圓柱形油过滤器与回收系统相结合，该回 收系统用于将来自旁路过滤器的油返回到储流器、贮液器或其他压力相对较 低的指定区域。与仅使用一个过滤器相比，所述旁路过滤器提供更好的流体 过滤。所述旁路过滤器从引擎油、传动机构流体或任何润滑和/或液压流体 的进入主过滤器的一部分中去除固态杂质，并将该清洁部分返回到引擎油供 应系统、传动机构流体供应系统、液压流体贮液器等等，导致油的清洁度等级逐渐上升，直到达到稳定状态的清洁度。虽然下面详细描述的示例性实施 例表述的是引擎油和/或传动机构流体，但这些或其他实施例也能够适合于 过滤其他流体，例如包括，其他车辆流体、其他润滑剂和其他液压流体。本发明的 一 些实施例使用非文氏管方法来将来自满流过滤器的 一 部分 油移动通过旁路过滤器，而不同于现有技术中的过滤器的情况。本发明显现 了多个实施例，例如，彻底用后可丢弃系统和可替换系统。所述可替换系统具有金属全通过滤筛和由纤维制成的可替换旁路过滤 器元件，该可替换旁路过滤器能够从所述过滤器罐移除并更换以新的旁路过 滤器元件。图l是图示了根据本发明实施例的罐过滤器的外部的侧视图。图2是图 l中罐过滤器的剖视图。图3是沿图1中的线3-3截取的横截面视图。图4 是沿图1中的线4-4截取的底视图。参照图1-4,本发明的实施例100显 示了用后可丢弃系统的实施例。本发明的通常结构为包围两个共轴过滤器的 罐IOI,满流过滤器103，以及直径小于满流过滤器103的旁路过滤器102。 旁路过滤器102^&置于所示的满流过滤器103的中空内部之中。满流过滤器 103通过大弹簧107被保持紧靠接近于螺紋安装法兰的满流衬垫104,所述 螺紋安装法兰位于罐101的"出渣板"106 (或其他)处，同时所述旁路过 滤器通过小弹簧108被保持紧靠旁路衬垫。所述过滤器的操作如下流体通过出渣板106中的穿孔进入罐101并向 下流到罐的外周界区域119，然后该流体在满流过滤器103的外表面IIO处 沿周界进入满流过滤器103，并在压力下朝向所述过滤器的轴线而行进。之 后，所述流体进入所述过滤器之间的过渡空间111,而这些流体的大部分通 过出渣板106的排放开口 112流出过滤器罐101而直接进入引擎、传动机构 或机械装置。所述油在过渡空间111中的一部分进入旁路过滤器102并流出 旁路过滤器102而进入旁路收集空间113中，因此，这部分油通过旁路流体 控制口 115和排放端口 114而流出所述过滤器罐。旁路排放端口 114通过软管(未示出)连接到引擎、传动机构或机械装置中的某些低压力点，其中的油能够返回储流器。在进入罐101的流体压力 与来自旁路返回端口 114的软管的目的地处的压力之间的压力差，导致系统总油量中的相当一部分流过更细密的旁路过滤器102。最终，所有流体均通 过旁路过滤器102并被净化至旁路过滤器102所允许的程度。本发明的特征 在于，流体当其离开所述罐时未被混合，而是将旁路过滤器102的输出分离 地引导到油储流器或其他目的地。旁^各过滤器102由诸如缠绕棉(wound cotton)和其他致密纤维的一系 列材料组成。满流过滤器103由选自包含褶皱纸和金属筛的清单的材料组 成。本发明的图5-9中的可选实施例，包括由该实施例的优选实例中由 钢制成的用后可丢弃旁路过滤器元件120和可净化过滤筛121。过滤器罐系 统122整体地保持在旁路返回端口 123通过螺紋125拧出的端处，在所述端 处，罐体124连接到罐底盖126。当罐底盖126被旋开时，可净化的过滤筛 121可被提起取出并净化，然后被替换。所用的旁路过滤器120可被更换为 清洁的过滤器，底盖126被旋回拧上，整个单元保持连接到引擎、传动机构 或机械装置。作为可净化过滤筛121的可选方案，标准的褶皱纸满流过滤器 可用于此设计中，以允许过滤器可更换。流体流径类似于前述的优选实施例。流体从引擎、传动机构或机械装置 直接进入室140,然后通过多个流动通道141，多个流动通道141围绕在罐 体124的基底处的满流排放开口 142而呈圓周排布。流体然后向下流到罐侧 144并穿过过滤筛121到达过渡空间129，在此，在不同的压力下， 一部分 流体进入旁路过滤器120并使其穿过而到达过滤器131的内部，在此，所述 流体通过旁路返回口 132而流出。用于所述可替换实施例的衬垫143,将组合的满流/旁路过滤器系统密封 隔离于过滤器衬架(mount)、传动机构或机械装置(过滤器衬架未示出)。 村垫146和147防止油取道从室140到过渡空间129或从罐侧144到过渡空 间129的捷径。在旁路过滤器120顶部的四叶抗阻塞盖(four-bladed anti-blockage cap ) 150，防止旁路过滤器120在脱离在过滤器罐内部的其衬架152的情况下阻 塞油通过过滤筛121而流过过滤器的其余部分。如果这种情况发生而没有四 叶抗阻塞盖150，则旁路过滤器120可塞住满流排放开口 142，从而使引擎、 传动机构或机械装置缺乏油的供应而导致灾难性失效。用后可丟弃过滤器的旁路返回口 115的尺寸和其在可替换实施例中的 等同物的尺寸，对于旁路过滤器102和120的有效性很重要。可使用1毫米 的尺寸用于来自旁路过滤器102和120的出口 。本发明的实施例中，这种满流和旁路过滤器罐系统可兼容已有的引擎、 传动机构或机械衬架，而且不需要安装特定的设备。正向的流体流可通过所述系统的两个过滤器在任何引擎速度下进行展 示。在图10中，针对本发明的实施例，显示了纯油从旁路过滤器102通过 旁路流控制口 115的基本上呈线性的输出。虽然本发明的多个实施例已经进行了描述，不过，在不偏离本发明相关 的任何权利要求的意图和范围的条件下，能够进行改造并实现本发明的其他 实施例。根据详细描述的申请文件，本发明的多个特征和优点变得明显，因此， 本发明意在由所附权利要求涵盖处于本发明的真实精神和保护范围之内的 所有本发明的这样的特征和优点。进一步地，由于对于本领域技术人员而言，易于实现各种改造和变化，因此，本发明并不意在限于所图示和描述的特定 结构和操作，相应地，本发明可适合于处于本发明范围内的所有适合的改造 和等价方法。
权利要求
1. 一种流体过滤器，包括第一过滤器；第二过滤器；围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的壳体，其中所述壳体包括具有可移除罐盖的罐体；入口；第一出口；和第二出口。
2、 根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述第二出口被设置在 所述可移除罐盖上。
3、 根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述入口和所述第一出 口被设置在所述罐体上。
4、 根据权利要求3所述的流体过滤器，其中，所述第二出口被设置在 所述可移除罐盖上。
5、 根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述罐体被设置为安装 到引擎，所述罐盖被设置为连接到软管。
6、 根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述罐体包括螺紋，以 连接到所述罐盖。
7、 根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所迷流体过滤器为传动 机构流体过滤器。
8、 根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为引擎 流体过滤器。
9、 根据权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述流体过滤器为液压 流体过滤器。
10、 权利要求1所述的流体过滤器，其中，所述第一流体过滤器包括满 流过滤器，而所述第二流体过滤器包括旁路过滤器。
11、 根据权利要求10所述的流体过滤器，其中，所述旁路过滤器包括 纤维状介质。
12、 根据权利要求10所述的流体过滤器，其中，所述旁路过滤器可替换。
13、 一种流体过滤器，包括第一过滤器；与所述第 一过滤器共轴的第二过滤器； 与所述第一过滤器和所述第二过滤器共轴的入口 ； 与所述第一过滤器和所述第二过滤器共轴的第一出口； 与所述第一过滤器和所述第二过滤器共轴的第二出口；和 围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的罐体、盒体、筒体或料仓箱， 其中，所述罐体、盒体、筒体或料仓箱相应地被连接到可移除的罐盖、可移 除的盒盖、可移除的筒盖或可移除的料仓箱盖，其中，相应地，所述入口和 所述第一出口被设置于所述罐体、盒体、筒体或料仓箱上，而所述第二出口 被设置于所述可移除的罐盖、可移除的盒盖、可移除的筒盖或可移除的料仓 箱盖上。
14、 根据权利要求13所述的流体过滤器，其中，所述第一流体过滤器 包括满流过滤器，而所述第二流体过滤器包括旁路过滤器。
15、 根据权利要求14所述的流体过滤器，其中，所述旁路过滤器包括 纤维状介质。
16、 根据权利要求14所述的流体过滤器，其中，所述旁路过滤器可替换。
17、 一种流体过滤器，包括 第一过滤器； 第二过滤器；围绕所述第一过滤器和所述第二过滤器的壳体； 置于第一端上的入口；置于所述第一端上的第一出口；和置于所述入口远端上的第二出口 ，其中所述壳体包括连接到可移除罐盖 的罐体。
18、 根据权利要求17所述的流体过滤器，其中，所述第二出口被设置 于所述可移除罐盖上。
19、 权利要求17所述的流体过滤器，其中，所述第一流体过滤器包括 满流过滤器，而所述第二流体过滤器包括旁路过滤器。
20、 根据权利要求19所述的流体过滤器，其中，所述旁路过滤器包括 纤维状介质。
21、 根据权利要求19所述的流体过滤器，其中，所述旁路过滤器可替换。
全文摘要
本发明提供一种流体过滤器，其包括第一过滤器，与第一过滤器共轴的第二过滤器，邻接第一和第二过滤器的入口，邻接所述入口的第一出口，和在远离所述入口和第一出口的远端处的第二出口。进一步地，第一和第二过滤器可被容纳于一体式罐或具有连接到可移除罐盖的罐体的罐中。本发明还提供一种过滤流体的方法，其包括提供圆柱形壳体，将第一管状过滤器插入所述壳体，将第二管状过滤器插入所述壳体并与第一管状过滤器共轴，在所述壳体上提供入口，和在所述壳体上提供第一出口和第二出口，其中第二出口处于远离第一出口的远端处。
文档编号B01D27/14GK101229455SQ20071010945
公开日2008年7月30日 申请日期2007年1月22日 优先权日2006年1月20日
发明者肯尼斯·斯旺森, 莱罗伊·J·麦多克, 马克·T·麦多克 申请人:Spx公司