专利名称：过滤器结构和方法
技术领域：
本发明涉及一种过滤器组件，过滤元件，过滤方法，和维护方法。在示 例性实施中，本发明涉及可用于净化用在例如重型装备(如牵引车)中的液压系 统的过滤技术。
背景技术：
过滤设备用于多种类型的应用。在一种应用中，过滤设备用于过滤液压 流体，例如液压系统中的液压油。在许多情况，液压系统必须满足高要求以实现 预期的功能，同时又不会随着工作时间而损耗。经过一段时间的使用，过滤设备 将会被碎屑和颗粒物质堵塞。因此，过滤设备必须被清洗或更换。在许多通常的 过滤器中，过滤器被设计成可被取出，处置并更换新的过滤器。仍不断地在寻求 对过滤设备的改进。
发明内容
—种过滤器结构，它包括过滤器滤芯，具有第一过滤元件和第二过滤元 件。第一过滤元件包括过滤介质的第一管状部分，在第一和第二端盖之间延伸并 限定第一开口的过滤器内部。第二过滤元件包括过滤介质的第二管状部分，可操 作地定向在第一开口的过滤器内部中。过滤介质的第二管状部分在第三和第四端 盖之间延伸并限定第二开口的过滤器内部。第一端盖限定内部容器和围绕内部容 器的外部容器。外部容器固定至过滤介质的第一管状部分。内部容器具有端壁， 与外部容器轴向间隔。第三端盖具有介质端，固定至过滤介质的第二管状部分， 和管状壁，从介质端部轴向延伸。管状壁由第一端盖的内部容器围绕。在优选实施例中，过滤器结构还包括外壳，它具有环绕壁，限定内部空 间。外壳包括连接结构，以允许选择性地连接至过滤头。过滤器滤芯可操作地定向在外壳的内部空间中。在一个实施例中，过滤器滤芯可取出和可更换地设置在 外壳中，成为筒-芯过滤器。在另一实施例中，过滤器滤芯永久性地固定在外壳中， 成为旋压过滤器。另一方面，本发明提供了一种液压系统。液压系统包括集存槽；执行阀； 泵；与集存槽、执行阀和泵流体相通的过滤头；和可操作并可拆卸地固定至过滤 头的过滤器结构。过滤头包括集存槽入口结构，位于集存槽的下游；执行阀入口 结构，位于执行阀的下游；和泵出口结构，位于泵的上游。过滤器结构包括过滤 器外壳，具有内部空间；和过滤器滤芯，可操作地定向在内部空间中。过滤器滤 芯可以是上述所表征的类型。集存槽入口结构位于第一过滤元件的上游并与第一 过滤元件的上游侧流体相通。第一过滤元件的上游侧是过滤介质的第一管状部分 的外侧。执行阀入口结构位于第二过滤元件的上游并与第二过滤元件的上游侧流 体相通。泵出口结构位于第一过滤元件和第二过滤元件的下游并且与第一过滤元 件的下游侧和第二过滤元件的下游侧流体相通。第二过滤元件的下游侧是过滤介 质的第二管状部分的外侧。另一方面， 一种维护过滤器结构的方法包括从过滤头拆除过滤器外壳。 过滤器外壳包含过滤器滤芯；并提供新的替换过滤器滤芯。新的替换过滤器滤芯 包括第一过滤元件和第二过滤元件。第一过滤元件和第二过滤元件可以是上述所 表征的类型。
图1是根据本发明原理构造的示意性液压线路；
图2是根据本发明原理构造的液压线路的第二实施例的示意图； [OIO]图3是根据本发明原理构造的可用于图1和2所示液压线路的过滤器组 件的实施例的透视图；图4是图3所示过滤器组件的剖视图；图5是可用于图3和4所示过滤器组件中的第一过滤元件的透视图；
图6是图5所示第一过滤元件的剖视图；图7是可用于图3和4所示过滤器组件中的第二过滤元件的透视图；图8是图7所示第二过滤元件的剖视图；图9是用于图7和8所示第二过滤元件的端盖之一的透视图10是图9所示端盖的另一透视图；图11是图9和IO所示端盖的剖视图；图12是图3和4所示过滤器组件连接至过滤头的透视图；图13是图12所示过滤器结构的另一透视图；图14-16是图12和13所示过滤器结构的剖视图并示出了通过过滤器结 构的不同流体流动路径；图17是图5和6所示第一过滤元件的局部放大剖视图，但示出了第二端 盖的变化形式；图18是与图17相同的第一过滤元件的剖视图，但示出了对第二端盖的 另一种变化形式，示出过滤器组件为筒-芯组件；图19是筒-芯过滤器组件的一个实施例的透视图，并且示出了过滤器结 构可从外壳或筒状物中取出；图20是根据本发明原理构造的可用于图1和2所示液压线路中的过滤器 组件的另一实施例的透视图；图21是图20所示过滤器组件的俯视平面图；图22是图20和21所示过滤器组件的剖视图，剖面沿图21中的线22-22 剖开；图23是图20和21所示过滤器组件的仰视平面图；图24是可用于图20-23所示过滤器组件的第一过滤元件的透视图；图25是图24所示第一过滤元件的俯视平面图；图26是图24和25所示过滤元件的剖视图，剖面沿图25中的线26-26 剖开；图27是可用于图20-23所示过滤器组件的第二过滤元件的透视图；
图28是图27所示第二过滤元件的俯视平面图；图29是图27和28所示第二过滤元件的剖视图，剖面沿图28中的线29-29 剖开；图30是图20-23所示过滤器组件连接至过滤头的透视图；和
图31和32是图30所示过滤器组件和过滤头的剖视图并且示出了通过组 件的不同流体路径。
具体实施方式
A.图1-19在图1中，总体以附图标记20示出了液压系统的示意图。液压系统20 包括集存槽(sump)22，泵24，和执行阀(implement valve) 26。与集存槽22、泵 24、和执行阀26流体相通的是过滤器结构30。过滤器结构30包括第一过滤元件 32和第二过滤元件34。在液压系统20中，第一过滤元件32用作吸入过滤器33， 而第二过滤元件34用作回流过滤器35。在本实施例中，第一过滤元件32具有外 部旁通阀装置38，而第二过滤元件34具有内部旁通阀装置40。具有滤网42与被 第一旁通阀装置38和第二旁通阀装置40打开的流体路径流体相通。作业时，液压流体通过吸入过滤器33从集存槽22中被抽出。在集存槽 22和过滤器33之间，流体以非常低(如果有的话)的工作压力流动，例如约Opsi。 它随后流向流出路径44到泵24。在泵24和过滤器33的下游侧之间，流体以约-1 psi的工作压力流动。泵24泵送液压流体，以便液压流体被下游液压装置使用。在 流体被下游液压装置使用之后，它通过执行阀26回流。在通常的系统中，来自执 行阀26的流体以约5 psi的工作压力流动，通过回流过滤器35，并随后进入流出 路径44。在流出路径44，它汇合流过吸入过滤器33的流体。如果吸入过滤器33 变得堵塞或在冷启动的情况下，旁通阀装置38打开并允许液压流体环绕或绕过吸 入过滤器33流动。旁通阀装置38的开启(cracking)压力将根据系统进行选择， 并且可以是约0.5 bar (7.5 psi)。流体随后流过流体旁通路径46。从那里，它流 过滤网42并进入流出路径44。类似地，如果回流过滤器35变得阻塞，旁通阀装 置40打开并允许流体环绕或绕过回流过滤器流动并流入旁通路径48。旁通阀装置 40的开启压力将根据系统进行选择，并且可以为约2 bar (29 psi)。从那里，流 体流过滤网42并进入流出路径44。图2示出了由附图标记20'表示的液压系统20的另一实施例。图2所示 的液压系统20'与图1所示的系统20相同，除了滤网42被省略。在一些应用中， 滤网42不是必需的。滤网42通常包括较宽的网孔并将仅收集较大的颗粒。旁通 阀38， 40在油具有高粘度时在冷启动期间会打开；不过，在所述较冷温度下在滤 网42两侧会有显著的压力降。所述高压力降可能导致泵24的气穴现象以及较差 的液压性能。因此，滤网42的额外成本以及冷启动期间潜在的局限，为不使用滤网42提供了理由。应当理解，本文所述的过滤器结构30可选择性地包括或不包 括滤网42。现在转向图3和4。示出了液压系统20和20'中所示的过滤器结构30。 在图3中，过滤器结构30包括外壳50，它包括环绕壁52，限定内部空间54。外 壳50包括连接结构56，以螺纹58示出，所述螺纹沿壁52的内表面在开口 60处。 与开口 60相对的闭合端62。尽管外壳50可由多种材料制成，在一个实施例中， 外壳50由非金属材料，例如塑料制成。可操作地定向在外壳50内的是过滤器滤芯64。在一个实施例中，过滤器 滤芯64可取出和可更换地设置在外壳50中，使得过滤器结构30是筒-芯形过滤器。 在图4所示的实施例中，过滤器滤芯64永久性地安装在外壳50中，使得过滤器 结构30是旋压过滤器。旋压过滤器是这样一种过滤器，在维护过滤器结构30时， 整个外壳50和过滤器滤芯64由包含过滤器滤芯64的新外壳50替换。在筒-芯形 过滤器中，过滤器滤芯64从外壳50取出并用新的过滤器滤芯64替换，而外壳50 不更换。过滤器滤芯64包括第一过滤元件32，用作吸入过滤器33;和第二过滤 元件34，用作回流过滤器35。图5和6示出了第一过滤元件32，而图7和8示出 了第二过滤元件34。第一过滤元件32包括过滤介质66的第一管状部分。介质66可以是各种 类型的介质，并且通常是由合成材料制成的褶铍介质。介质66还可以是例如纤维 素。过滤介质66的第一管状部分在第一端盖68和第二端盖70之间延伸。如图6 中可以看到，过滤介质66的第一管状部分限定第一开口的过滤器内部72。衬垫过 滤介质66并且在第一端盖68和第二端盖70之间延伸并限定第一开口的过滤器内 部72的是内衬74。第二端盖70限定开口76，并且本身是开口的端盖。开口76允许流体进 入第一开口的过滤器内部72。第二端盖70包括直立环78并由一系列间隔的翼片 80支撑。第二端盖70还包括多个钩状凸缘82，从其径向向外延伸并且沿与直立 环78相反的方向。在旋压实施例中，凸缘82勾住凸起84 (见图4)，所述凸起 从外壳围绕壁52的内表面延伸。图17示出了第一过滤元件32的一部分的剖视图，但是示出了第二端盖 的另一结构，由70，示出。第二端盖70，包括直立环78，由间隔的翼片80支撑。第二端盖70'还包括钩状凸缘82，。尽管在图6的实施例中凸缘82是J形，在图17 的实施例中，凸缘82'各自限定钩持部83，并且在凸缘82，的柄部85和第二端盖 70'的其余部分之间限定开口的空间x。空间x允许具有空间，使得过滤器滤芯64 被安装在外壳50中时，柄部85可以径向向内偏转。钩持部83会接合钩持部凸起 84 (图4)，所述凸起从外壳围绕壁52的内表面延伸。图18示出了第二端盖70"的另一实施例。第二端盖70"的实施例与图17 所示70'的实施例相同，除了钩持部83"限定倾斜表面87之外。倾斜表面87是成 一角度的表面，沿从第一过滤元件32的其余部分向下的方向成一角度。该特征允 许过滤器滤芯64可选择地从过滤器外壳50取出和更换。因此，图18示出了过滤 器滤芯64的实施例，它可作为筒-芯形过滤器组件。倾斜表面87允许过滤元件32 安装在外壳50内，以便钩持部83"接合图4的凸起84。倾斜表面87与间隙或空 间x —起允许柄部85向内偏转和钩持部83"从凸起84脱离，使得过滤器结构30 可从外壳50取出。通过比较图17和18，应当理解，图17大体是旋压实施例，而 图18是筒-芯过滤器实施例。图19示出了过滤器结构30，包括图18所示实施例 的第一过滤元件32，具有第二端盖70"。在图19中，示出了过滤器滤芯64如何 通过开口 60选择性地插入外壳50和从外壳50取出。再次回到图6，第二端盖70还包括槽86，沿着直立环78的内部。槽86 是密封件88的座部。密封件88与过滤头92形成可释放的密封90 (见图14)。现参见图6,第一端盖68限定内部容器94和外部容器96。外部容器96 围绕或环绕内部容器94。外部容器96包括外缘98和垂直于外缘98的底座100。 底座100在端部102处固定至过滤介质66的第一管状部分。底座100在外缘98 和内部容器94的壁104之间延伸。垂直于壁104并大体平行于底座100的是端壁 106。端壁106和壁104 —起限定内部容器空间108。内部容器空间108还限定旁 通流动路径46。如图6可以看到，端壁106与底座100和外部容器94轴向间隔。内部容器94将外部旁通阀装置38可操作地固定在其内。在图6中，可 以看到外部旁通阀装置38包括阀头IIO安装在阀座112上。阀座112从端壁116 垂直延伸进入内部容器空间108。弹簧件114用于将阔头114偏置成闭合位置抵靠 阀座112。在冷启动状态或当过滤介质66被堵塞时，流体压力会在阀头110的上 游侧116积聚，并且该力会大于弹簧件114所施加的力。最终，作用在阀头110 的上游侧116的力会大于弹簧件114所施加的力并导致阀头IIO从阀座112移开。这会在阀座112和阀头110之间打开一间隙，允许流体流入内部容器空间108，它 也是旁通流动路径46。这也与第一开口的过滤器内部72流体相通(在所示的实施 例中是过滤介质66的下游侧118 —介质66的上游侧120是过滤介质66的外部 部分)。现在转向图7和8。示出了第二过滤元件34。第二过滤元件34包括过滤 介质122的第二管状部分，具有上游侧124和下游侧126。过滤介质122的第二管 状部分限定第二开口的过滤器内部128，它邻接并靠近上游侧124。过滤介质122 可以是不同类型的介质，并且在所示的实施例中为褶皱介质。介质122可以由不 同材料制成，包括合成的或纤维素介质。过滤介质122的第二管状部分在第三端 盖130和第四端盖132之间延伸。在所示的实施例中，第二过滤元件34还包括在 第三端盖130和第四端盖132之间延伸的外衬123。外衬123可由穿孔金属板制成。第四端盖132包括外缘134。从外缘134伸出的是多个钩状凸缘136。在 所示的实施例中，有四个均匀间隔的钩状凸缘136。如图4的实施例所示，钩状凸 缘136通过钩在第一过滤元件32的第二端盖70的内缘138上来接合。第四端盖132还包括端壁140，大体垂直于外缘134。端壁140和外缘134 一起限定托盘，用于固定介质122的端部。第四端盖132还包括中央延伸的管状壁142。管状壁142限定开口 144， 它与第二开口的过滤器内部128开口流体相通。管状壁142沿外径向表面限定槽 146，用于容纳密封件148。当过滤器结构30可操作地连接至过滤头92时，密封 件148与过滤头92形成密封150 (见图14)。第三端盖130具有外壁152和第一及第二相对的端部154， 156。第一端 部154还对应介质端部158并且固定至介质122的第二管状部分。外壁152是管 状壁并且从介质端部154延伸止于第二端156。端部156远离过滤介质122。当第 二过滤元件34是过滤器组件30的可操作部分时，第三端盖130的管状壁152定 位在内部容器94的空间108中并且由内部容器94围绕。在使用滤网42的图1的液压系统中，滤网42是第三端盖130的一部分。 现在转向图8-11，示出了第三端盖130。第三端盖130包括所示的滤网42，在本 实施例中，滤网为由框架162支撑和固定的多个筛网160。示出框架162为多个间 隔的支撑件，沿端盖130纵向延伸。在通常的实施例中，包括框架162的端盖130 会由非金属材料(例如塑料)制成。筛网160会是开口网状，它阻止大的碎屑穿入流出通道44，除此之外并不阻挡流动。筛网的网孔大小可以根据系统而不同， 并且在通常的系统中可以是约250微米或50目(50线/英寸)。如图4可以看到，当第二过滤元件34和第一过滤元件32可操作地组装 在一起时，第三端盖130的管状壁152定向抵靠内部容器94的端壁106。如图所 示，管状壁152包括滤网42，在第三端盖130的介质端158和内部容器94的端壁 106之间延伸。再次参见图8。内部旁通阀装置40固定至第三端盖130并且在介质122 的第二管状部分的开口过滤器内部128中。内部旁通阀装置40构造类似于外部旁 通阀装置38。内部旁通阀装置40包括阀头164，通过弹簧件168偏置抵靠阀座166。 阀座166由第三端盖130限定。阀头的上游侧由170示出并且与介质122的第二 管状部分的上游侧124流体相通。在冷启动的情况或当过滤介质122被堵塞时， 在阀头164的上游侧170上的压力会克服由弹簧168的作用力所产生的压力。这 会在阀头164和阀座166之间开有间隙，该间隙允许流体流入空间172。空间172 是由第三端盖130的管状壁152限定的内部空间。从那里，流体流过滤网42的筛 网160并随后流向流出路径44。图12-16示出了整个过滤器组件180，它包括过滤头92可操作地连接至 过滤器结构30。过滤头92与液压系统20流体相通。在图12中，执行阀入口182 是可见的。执行阀入口 182与执行阀26流体相通。图13也是过滤器组件180的透视图。在图13的视图中，可以看到集存 槽入口 184以及泵出口 186。集存槽入口 184位于集存槽22的下游并与集存槽22 流体相通。泵出口 186位于泵24的上游并与泵24流体相通。图14-16示出了过滤器组件180的剖视图并且示出通过组件180的工作 流动路径。图14示出了流体从集存槽22 (图1和2)流过集存槽入口 184，进入 第一过滤元件32的上游侧120和外壳壁52的内部之间限定的空间188。从那里， 在正常情况下，流体会流过过滤介质66的第一管状部分，进入第一开口的过滤器 内部72，进入流出路径44，并回到过滤头92，位于第一过滤元件32和第二过滤 元件34之间的空间。在图14-16中还可以看到密封192，位于过滤头92和外壳50之间。密封 192由围绕外壳50的开口 60的密封件190形成。图15示出了流出路径44和已过滤流体流回入过滤头92并通过泵出口186。已过滤流体随后行进至泵24。在图15中，还示出流体从执行阀26 (图1和 2)通过执行阔入口 182进入过滤头92。从那里，流体流过第二过滤元件34的管 状壁142中的开口 144。从那里，它进入第二开口的过滤器内部128。在正常情况 期间，流体随后流过过滤介质122的第二管状部分并到达流出路径44，在那里它 与流过过滤介质66的第一管状部分的流体汇合，随后流入过滤头92并通过泵出 口 186流出。图16示出了在打开外部旁通阀装置38和内部旁通阀装置40的情况下的 流动路径。尽管图16示出了两个旁通阀装置38和40均处于打开状态，但应当理 解，在某些情况下，可以只打开旁通阀装置38和40中的一个或另一个。当外部 旁通阀装置38打开时，流体流入内部容器空间108，随后流过滤网42的筛网160， 并随后进入流出路径44。在内部旁通阀装置40打开时，流体从第二开口的过滤器 内部128流入内部容器空间108，通过筛网160，并流入流出路径44。在工作一段时间之后，过滤器结构30需要维护。为了维护过滤器结构30， 将过滤器外壳50从过滤头92拆除。过滤器外壳50包含过滤器滤芯64。如果过滤 器结构30是旋压式过滤器，则整个外壳50以及过滤器滤芯64被处置并更换上具 有新过滤器滤芯64的新过滤器外壳50。另外，如果过滤器结构30是筒-芯形过滤 器，则过滤器滤芯64从外壳50中取出，并且在同一旧的外壳50中更换上新的过 滤器滤芯64。新的过滤器结构30随后可操作地安装在过滤头92上。
B.图20-32现在参见图20-23所示的过滤器结构230。过滤器结构230与图3的过滤 器结构30类似，但有一些区别。例如，在过滤器结构230中，没有类似于外部旁 通阀38的外部旁通阀。这是因为用于第一过滤元件232的介质266具有更大的孔 隙率，并且与图3和4实施例中的类似第一过滤元件32的类似介质66相比具有 更少的限制性。优选地，介质266是开孔筛网，这意味着穿过介质266的不适当 限制没有到需要旁通阀的程度。因为没有外部旁通阀，类似于第一端盖68的第一 端盖268是闭合的并且是无旁通阀的；即，没有开口或阀座。图20的过滤器结构230与图3的过滤器结构30之间的其他区别包括外 壳250的端部形状具有圆形圆顶通过底部251 ，而不是图3的外壳50所示的六边 形形状。底部251的圆形圆顶形状用于对外壳250提供增强的强度。另外，在底部251有方形的凹处253 (图23)，以允许使用者从过滤头292收紧和松开过滤 器结构230。过滤器结构230的实施例与过滤器结构30之间的另一区别在于从第二过 滤元件234延伸的钩状凸缘336的大体几何形状。钩状凸缘336在功能上与钩状 凸缘136相同，都是通过钩在第一过滤元件232的第二端盖270的内缘338上(图 22)来接合。在图27的实施例中，与图7中所示实施例的136处相比，钩状凸缘 336具有更大的弓形腿部337。过滤器结构30的实施例与过滤器结构230之间的另一个区别是第一端盖 68的外缘98和第一端盖268的外缘298之间的区别。外缘298具有唇缘299 (图 26)，径向向外偏转并且接合或勾住外壳250上间隔的肋301 (图22)。唇缘299 与间隔的肋301之间的接合提供了稳定性并且防止过滤器结构230在外壳250中 振动。现在描述过滤器结构230的实施例的特征的概述。如上所述，总体上， 除了上述提到的区别之外，过滤器结构230的功能和特征与过滤器结构30的功能 和特征类似。过滤器结构230包括外壳250，它具有围绕壁252，限定内部空间254。 外壳250包括连接结构256，以螺纹258示出，所述螺纹在开口 260处沿壁252的 内表面。与开口 260相对的是闭合端262，它也是外壳251的底部。尽管外壳250 可以由多种材料制成，在一个实施例中，外壳250由非金属(例如塑料)制成。可操作地定位在外壳250中的是过滤器滤芯264。在一个实施例中，过滤 器滤芯264可从外壳250取出和更换，从而过滤器结构230是筒-芯形过滤器。在 图22所示的实施例中，过滤器滤芯264永久性地安装在外壳250中，从而过滤器 结构230是旋压式过滤器。上文已结合过滤器结构30的描述提供了旋压式过滤器 和筒-芯形过滤器的定义。过滤器滤芯264包括第一过滤元件232，用作吸入过滤器233;和第二过 滤元件234，用作回流过滤器235。图24-26示出了第一过滤元件232，而图27-29 示出了第二过滤元件234。第一过滤元件232包括过滤介质266的第一管状部分。介质266可以是 多种类型的介质，并且在本实施例中是开孔筛网。如上文所述，这是过滤器结构 230与过滤器结构30之间的一个区别。过滤介质266的第一管状部分在第一端盖 268和第二端盖270之间延伸。过滤介质266的第一管状部分限定第一开口的过滤器内部272。衬垫过滤介质266并且在第一端盖268和第二端盖270之间延伸并且 限定第一开口的过滤器内部272的是内衬274。第二端盖270限定开口 276，并且本身是开口的端盖270。开口 276允许 流体进入第一开口的过滤器内部272。第二端盖270包括直立环278并且由一系列 间隔的翼片280支撑。第二端盖还包括多个钩状凸缘282，从其径向向外延伸并且 沿与直立环278相反的方向。在旋压式实施例中，凸缘282勾住从外壳围绕壁252 的内表面延伸的凸起284。和过滤器结构30的实施例一样，过滤器结构230可包括变化形式，例如 图17和18所示的那些特征。图18使得过滤器结构230成为筒-芯形过滤器实施例。第二端盖270还包括槽260，沿直立环278的内部。槽286是密封件288 的座部。密封件288与过滤头292形成可释放的密封2卯。第一端盖268限定内部容器294和外部容器296。外部容器296围绕或环 绕内部容器294。外部容器296包括外缘298和垂直于外缘298的底座300。底座 300在端部302固定至过滤介质266的第一管状部分。底座300在外缘298和内部 容器294的壁304之间延伸。大体平行于底座300的是端壁106。端壁306和壁 304 —起限定内部容器空间308。端壁306与底座300和外部容器296轴向间隔。如上文所述，在本实施例中，内部容器294为实心的、闭合的和无旁通 阀的。因为介质266是开孔筛网，较少考虑具有通过介质266的高限制的风险。第二过滤元件234包括过滤介质322的第二管状部分，具有上游侧324 和下游侧326。过滤介质322的第二管状部分限定第二开口的过滤器内部328，它 邻接并靠近上游侧324。过滤介质322可以是多种类型的介质，并且在所示的实施 例中为褶皱介质。介质322可以由多种材料制成，包括合成的或纤维素介质。过 滤介质322的第二管状部分在第三端盖330和第四端盖332之间延伸。在所示的 实施例中，第二过滤元件234还包括外衬323，它在第三端盖330和第四端盖332 之间延伸。外衬323可由穿孔金属板制成。第四端盖332包括外缘334。如上所述，从外缘334伸出的是多个钩状凸 缘336。在本实施例中，有三个均匀间隔的钩状凸缘336。钩状凸缘336通过钩在 第一过滤元件232的第二端盖270的内缘338上来接合。第四端盖332还包括端 壁340，大体垂直于外缘334。端壁340和外缘334 —起限定托盘335，用于固定 介质322的端部。第四端盖332还包括中央延伸的管状壁342。管状壁342限定开口 344，与第二开口的过滤器内部328形成开口流体相通。管状壁342限定槽346， 它沿外径向表面，用于固定密封件348。当过滤器结构230可操作地连接至过滤头 292时，密封件348与过滤头292形成密封350 (图31)。第三端盖330具有外壁352和第一及第二相对的端部354， 356。第一端 354还对应介质358的端部并且固定至介质322的第二管状部分。外壁352是管状 壁并且从介质端部354延伸止于第二端356。端部356远离过滤介质322。当第二 过滤元件234是过滤器组件230的可操作部分时，第三端盖330的管状壁352定 位在内部容器294的空间308 (图26)中并且由内部容器294围绕。在使用滤网42的图1的液压系统中，滤网342是第三端盖330的一部分。 第三端盖330包括所示的滤网342，在本实施例中，为由框架362支撑和固定的多 个筛网360。示出了框架362为多个间隔的支撑件，从端盖330纵向延伸。在通常 的实施例中，包括框架362的端盖330会由非金属材料(例如塑料)制成。筛网 360会是开孔筛网，防止大的碎屑进入流出通道244，除此之外不阻挡流动。筛网 的网孔尺寸可以根据系统不同，并且在通常的系统中可以是约250微米或50目(50 线/英寸)。当第二过滤元件234和第一过滤元件232可操作地组装在一起时，第三 端盖330的管状壁352定向抵靠内部容器294的端壁306。如图22所示，管状壁 352包括滤网242，在第三端盖330的介质端部358和内部容器294的端壁306之 间延伸。内部旁通阀装置240固定至第三端盖330并且被容纳在介质322的第二 管状部分的开口过滤器内部238中。内部旁通阀装置240构造类似于内部旁通阀 装置40。内部旁通阀装置240包括阀头364，通过弹簧件368偏置抵靠阀座366。 阀座366由第三端盖330限定。阀头的上游侧在370处示出并且与介质322的第 二管状部分的上游侧324流体相通。在冷启动的情况或当过滤介质322被堵塞时， 在阀头364的上游侧370上的压力会克服弹簧368的作用力所产生的压力。这会 在阀头364和阀座366之间开有间隙，该间隙允许流体流入空间372。空间372是 内部空间，由第三端盖330的管状壁352限定。从那里，流体流经滤网242的筛 网360并且随后到达流出路径244。整个过滤器组件380包括过滤头292，可操作地连接至过滤器结构230。 过滤头292与液压系统20流体相通。在图31中，执行阀入口 382是可见的。执行陶入口 382与执行阀26流体相通。在图32中，可以看到集存槽入口 384。集存槽入口 384位于集存槽22 的下游并与集存槽22流体相通。泵出口 386 (见图31)位于泵24的上游并与泵 24流体相通。图31和32示出了过滤器组件380的剖视图并且示出了通过组件380的 工作流动路径。图32示出了流体从集存槽22通过集存槽入口 384流入空间388， 所述空间限定在第一过滤元件232的上游侧320和外壳壁252的内部之间。从那 里，流体会流过过滤介质266的第一管状部分，进入第一开口的过滤器内部272， 进入流出路径244，并回到过滤头292,位于第一过滤元件232和第二过滤元件234 之间的空间。还可以看到，在图31和32中，密封392位于过滤头292和外壳250之 间。密封392由密封件3卯(图22)围绕外壳250的开口 260而形成。图31示出了流出路径244和己过滤流体流回入过滤头292并通过泵出口 386。已过滤流体随后行进至泵24。在图31中，还示出了流体从执行阀26通过执 行阀入口 382进入过滤头292。从那里，流体流过第二过滤元件234的管状壁342 中的开口 344。从那里，它进入第二幵口的过滤器内部328。在正常情况下，流体 随后流过过滤介质322的第二管状部分进入流出路径244，在那里它与流过过滤介 质266的第一管状部分的流体汇合，随后流入过滤头292并通过泵出口 386流出。如果第二过滤元件234变得堵塞，或在冷启动的情况下，可以打开内部 旁通阀装置240。在所述情况，流体从第二开口的过滤器内部328流入内部容器空 间308，通过筛网360，并流入流出路径244。在工作一段时间之后，过滤器结构230需要维护。为了维护过滤器结构 230，将过滤器外壳250从过滤头292拆除。过滤器外壳250包含过滤器滤芯264。 如果过滤器结构230是旋压式过滤器，则整个外壳250以及过滤器滤芯264被处 置并更换为具有新过滤器滤芯264的新过滤器外壳250。另外，如果过滤器结构 230是筒-芯形过滤器，则过滤器滤芯264从外壳250中取出，并在同一旧的外壳 250中更换上新的过滤器滤芯264。新的过滤器结构330随后可操作地安装在过滤 头292上。
权利要求
1.一种过滤器结构，包括(a)过滤器滤芯，它包括第一过滤元件和第二过滤元件；(i)所述第一过滤元件包括过滤介质的第一管状部分，它在第一和第二端盖之间延伸并限定第一开口的过滤器内部；(ii)所述第二过滤元件包括过滤介质的第二管状部分，它可操作地定位在第一开口的过滤器内部中；过滤介质的第二管状部分在第三和第四端盖之间延伸并限定第二开口的过滤器内部；(iii)所述第一端盖限定内部容器和围绕内部容器的外部容器；(A)所述外部容器固定至过滤介质的第一管状部分；(B)所述内部容器具有端壁，与外部容器轴向间隔；(iv)所述第三端盖具有介质端部，固定至过滤介质的第二管状部分；和管状壁，从所述介质端部轴向延伸；和(A)所述管状壁由第一端盖的内部容器围绕。
2. 根据权利要求1所述的过滤器结构，其中 (a)所述管状壁定向抵靠内部容器的端壁。
3. 根据权利要求2所述的过滤器结构，其中 (a)所述管状壁包括滤网，在第三端盖的介质端部和内部容器的端壁之间延伸。
4. 根据权利要求1-3中任一权利要求所述的过滤器结构，还包括(a)外壳，它包括围绕壁，限定内部空间；所述外壳包括连接结构，允许选择 性地连接至过滤头；(i) 所述过滤器滤芯可操作地定位在外壳的内部空间中。
5. 根据权利要求4所述的过滤器结构，其中(a)所述过滤器滤芯可取出和可更换地设置在外壳中。
6. 根据权利要求5所述的过滤器结构，其中 (a)所述过滤器滤芯永久性地固定在外壳中。
7. 根据权利要求6所述的过滤器结构，其中(a)所述第二端盖包括凸缘结构，它钩住从外壳围绕壁的内表面延伸出的凸起。
8. 根据权利要求l-7中任一权利要求所述的过滤器结构，还包括 (a)内部旁通阀，它固定至第三端盖；(i) 所述内部旁通阀选择性地允许流体在不流经过滤介质的第二管状 部分的情况下流至过滤器结构的流出通道。
9. 根据权利要求1-8中任一权利要求所述的过滤器结构，其中(a) 过滤介质的第一管状部分包括多孔筛网；和(b) 第一端盖的内部容器是闭合的和无旁通阀的。
10. 根据权利要求1-8中任一权利要求所述的过滤器结构，还包括(a)外部旁通阀，它固定至第一端盖的内部容器并由第三端盖的管状壁围绕； (i)所述外部旁通阀选择性地允许流体在不流经过滤介质的第一管状 部分的情况下流至过滤器结构的流出通道。
11. 根据权利要求4-7中任一权利要求所述的过滤器结构，还包括可操作地连接至 外壳的过滤头，并且其中(a)所述过滤头具有集存槽入口结构；执行阀入口结构；和泵出口结构；(i) 所述集存槽入口结构位于第一过滤元件的上游并与第一过滤元件 的上游侧流体相通；第一过滤元件的上游侧位于过滤介质的第一管 状部分的外侧；(ii) 所述执行阀入口结构位于第二过滤元件的上游并与第二过滤元件 的上游侧流体相通；第二过滤元件的上游侧沿着第二开口的过滤器 内部；和(iii) 所述泵出口结构位于第一过滤元件和第二过滤元件的下游并且与 第一过滤元件的下游侧和第二过滤元件的下游侧流体相通；(A) 第一过滤元件的下游侧沿着第一开口的过滤器内部；和(B) 第二过滤元件的下游侧位于过滤介质的第二管状部分的 外侧。
12. —种液压系统，包括 (a)集存槽；(b)执行阀； (C)泵；(d) 与所述集存槽、执行阀和泵流体相通的过滤头；所述过滤头包括位于集存 槽下游的集存槽入口结构；位于执行阀下游的执行阀入口结构；和位于泵上游的 泵出口结构；和(e) 过滤器结构，可操作地和可拆卸地固定至过滤头；所述过滤器结构包括 具有内部空间的过滤器外壳和可操作地定位在内部空间中的过滤器滤芯；所述过 滤器滤芯包括第一过滤元件和第二过滤元件；(i) 所述第一过滤元件包括过滤介质的第一管状部分，它在第一和第 二端盖之间延伸并在第一过滤元件的下游侧限定第一开口的过 滤器内部；(ii) 所述第二过滤元件包括过滤介质的第二管状部分，可操作地定位 在第一开口的过滤器内部中；过滤介质的第二管状部分在第三和 第四端盖之间延伸并在第二过滤元件的上游侧限定第二开口的 过滤器内部；(iii) 第一端盖限定内部容器和围绕内部容器的外部容器；(A) 所述外部容器固定至过滤介质的第一管状部分；(B) 所述内部容器具有端壁，与外部容器轴向间隔；(iv) 第三端盖具有介质端部，固定至过滤介质的第二管状部分；和管 状壁，从所述介质端部轴向延伸；(A)所述管状壁由第一端盖的内部容器围绕； (V) 所述集存槽入口结构位于第一过滤元件的上游并与第一过滤元 件的上游侧流体相通；所述第一过滤元件的上游侧位于过滤介质 的第一管状部分的外侧； (Vi) 所述执行阀入口结构位于第二过滤元件的上游并与第二过滤元件的上游侧流体相通；和 (Vii)所述泵出口结构位于第一过滤元件和第二过滤元件的下游并且 与第一过滤元件的下游侧和第二过滤元件的下游侧流体相通； (A)所述第二过滤元件的下游侧位于过滤介质的第二管状部 分的外侧。
13. 根据权利要求12所述的系统，其中(a)所述管状壁包括滤网，它在第三端盖的介质端部和内部容器的端壁之间延伸。
14. 根据权利要求13所述的系统，还包括 (a)内部旁通阀，固定至第三端盖；(i) 所述内部旁通阔选择性地允许流体在不流经过滤介质的第二管 状部分的情况下流至第二过滤元件的下游侧。
15. 根据权利要求13所述的系统，其中(a) 所述过滤介质的第一管状部分包括多孔筛网；和(b) 所述第一端盖的内部容器是闭合的和无旁通阀的。
16. 根据权利要求13所述的系统，还包括-(a)外部旁通阀，固定至第一端盖的内部容器并由第三端盖的管状壁围绕；(i) 所述外部旁通阀选择性地允许流体在不流经过滤介质的第一管 状部分的情况下流至第一过滤元件的下游侧。
17. —种维护过滤器结构的方法，包括(a) 从过滤头拆除过滤器外壳；所述过滤器外壳包含过滤器滤芯；和(b) 提供新的替换过滤器滤芯；所述新的替换过滤器滤芯包括第一过滤元件和 第二过滤元件；(i) 所述第一过滤元件包括过滤介质的第一管状部分，它在第一和第二端盖之间延伸并限定第一开口的过滤器内部；(ii) 所述第二过滤元件包括过滤介质的第二管状部分，它可操作地定 位在第一开口的过滤器内部中；过滤介质的第二管状部分在第三 和第四端盖之间延伸并限定第二开口的过滤器内部；(iii) 第一端盖限定内部容器和围绕内部容器的外部容器；(A) 所述外部容器固定至过滤介质的第一管状部分；(B) 所述内部容器具有端壁，与外部容器轴向间隔；(iv) 第三端盖具有介质端部，固定至过滤介质的第二管状部分；和管 状壁，从介质端部轴向延伸；和(A)所述管状壁由第一端盖的内部容器围绕。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中(a)提供新的替换过滤器滤芯的步骤包括提供新的替换过滤器滤芯永久性地连接至新的过滤器外壳。
19. 根据权利要求17所述的方法，其中(a)提供新的替换过滤器滤芯的步骤包括提供新的替换过滤器滤芯可取出可更 换地设置在过滤器外壳中。
全文摘要
一种过滤器结构，它包括过滤器滤芯，具有第一过滤元件和第二过滤元件。第一过滤元件包括过滤介质的第一管状部分，在第一和第二端盖之间延伸并限定第一开口的过滤器内部。第二过滤元件包括过滤介质的第二管状部分，可操作地定向在第一开口的过滤器内部中。过滤介质的第二管状部分在第三和第四端盖之间延伸并限定第二开口的过滤器内部。第一端盖限定内部容器和围绕内部容器的外部容器。外部容器固定至过滤介质的第一管状部分。内部容器具有端壁，与外部容器轴向间隔。第三端盖具有介质端部，固定至过滤介质的第二管状部分，和管状壁，从介质端部轴向延伸。管形壁由第一端盖的内部容器围绕。过滤器结构还包括滤芯的外壳，并且可以是旋压式或筒-芯式过滤器。过滤器结构可用于液压系统，其中所述液压系统包括集存槽；执行阀；泵；和与集存槽、执行阀、泵、和过滤器结构流体相通的过滤头。
文档编号B01D35/147GK101578127SQ200880001964
公开日2009年11月11日 申请日期2008年1月8日 优先权日2007年1月9日
发明者G·H·葛福特, J·J·泰森 申请人:唐纳森公司