过滤器罩添加剂输送系统的制作方法

专利名称：过滤器罩添加剂输送系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及添加剂输送系统，该添加剂输送系统允许流体例如油与添加剂凝胶接 触，以使凝胶中的一种或多种添加剂成分缓慢释放到流体中。
背景技术：
众所周知，特别配方的缓慢释放添加剂用来使添加剂缓慢释放到流体例如油中， 以满足流体的某些性能需要。在一些情况下，添加剂被加入到缓慢溶解入流体的热塑聚合 物中。在另一些情况下，添加剂被加入到可在升高的温度下渗透油的聚合物中。在还有一 些情况下，添加剂被加入到不溶于流体但可被流体润湿的颗粒中。在其它情况下，提供可溶 于流体的固体聚合物，在该聚合物中加入或者不加入另外的添加剂。尽管这些缓慢释放的添加剂能将添加剂引入被调节/引导的流体中，但已经发现 添加剂凝胶能用来更有效地使添加剂缓慢释放到流体中，例如将润滑剂添加剂释放到油 中。特别地，已经发现可溶于流体的添加剂凝胶在与流体接触时缓慢溶解添加剂凝胶的成 分添加剂部分。这种添加剂凝胶的示例在2002年7月16日提交的美国专利6，483，916、 2003年6月25日提交的序列号为10/603，644,2003年6月25日提交的序列号为 10/603，894以及2003年6月25日提交的序列号为10/603，517的美国专利申请中公开，这 些文献的内容被引用与此作为参照。Garvin等的美国专利7，000，655公开了一种添加剂输送系统，包括用于添加剂凝 胶的容器，其中所述容器具有一个或多个开口，该一个或多个开口允许流体与凝胶接触，以 使凝胶中的一种或多种添加剂成分被释放到流体中，以及所述容器通过在过滤器和过滤器 安装表面之间安装壳体的手段而位于该壳体中。Burrington等的美国专利6，843，916公开了一种油过滤器，包括壳体、用于将颗 粒物质从流经过滤器的油中去除的过滤器、以及位于壳体内以缓慢释放到油中的可溶于油 的润滑剂添加剂。尽管这些添加剂输送系统能将添加剂引入被调节的流体，但获得特定的成分释放 率同时保持物理凝胶完整性是实际受控释放凝胶系统的关键特征。不适当和/或不均勻/ 一致的释放率会导致被调节的流体达不到最佳性能，物理凝胶完整性的不足会导致受控释 放系统中的较大凝胶块破裂成凝胶颗粒。这些凝胶碎片由流体携带，可能塞住过滤器和发 动机孔，这对使用流体的系统或装置的总体性能会产生负面影响。现有流体系统、过滤器和任意添加剂输送系统的一些应用具有独特的流体流动特 征。包括流体压力、温度和流率的这些流动特征能够与添加剂输送系统互相影响，导致不希 望的或非最佳的添加剂释放率以及凝胶完整性的丧失，从而产生上面讨论的问题。柴油客 车特别倾向于具有与现有添加剂输送系统互相影响的油系统流动特征。需要这样一种添加剂输送系统，该添加剂输送系统允许流体与这些添加剂凝胶的预期接触，使得凝胶中的一种或多种添加剂成分缓慢释放到流体中，其中在保持物理凝胶 完整性的同时实现成分的预期和/或均勻的释放率。还需要这样一种添加剂输送系统，该添加剂输送系统在具有各种流体流动特性(包括在柴油客车的油系统见到的那些特征)的 系统中提供一种或多种添加剂的预期受控释放。

发明内容
本发明涉及输送系统，该输送系统通过使流体与添加剂凝胶相接触而将一种或多 种添加剂供应到流体中，从而使凝胶中的一种或多种添加剂成分缓慢释放到流体中，其中 在保持物理凝胶完整性的同时实现成分的预期和/或均勻的释放率。根据本发明的一个方面，添加剂输送系统包括添加剂凝胶、具有壳体的过滤器、以 及位于过滤器壳体的区域外部的流体/凝胶化学交换区，所述过滤器壳体的区域经历流体 的直接流动(direct flow)，在所述交换区中流体与凝胶相接触。 根据本发明的另一方面，本系统的交换区允许流体/凝胶接触，所述流体/凝胶接 触包括a)流体非直接流动(indirect fluid flow), b)流体直接流动，或者c)它们的组 合。所述交换区被选择用来控制添加剂从添加剂凝胶到流体的释放率、保持添加剂的均勻 释放率、保持添加剂凝胶的物理完整性，或者它们的组合。根据本发明的另一方面，所述系统包括容纳凝胶的过滤器凝胶罩，其中过滤器凝 胶罩可安装到过滤器壳体的顶端并且可从过滤器壳体的顶端拆除，其中过滤器壳体在过滤 器的顶端具有一个或多个开口，该一个或多个开口允许流体从过滤器流过，接触添加剂凝 胶并返回过滤器；其中选择过滤器壳体的顶端上的开口的数量、尺寸、形状、取向、位置、样 式或者它们的组合，以控制和保持预期的添加剂凝胶成分释放率和添加剂凝胶物理完整 性。根据本发明的另一方面，过滤器壳体的罩包括沿着过滤器罩壳体的外壁的环形空 间，其中所述环形空间由过滤器罩壳体本体的外壁与在过滤器罩内形成圆筒的内壁形成， 其中所述内壁的一端连接到所述外壁，以及另一端是开口的，并且其中添加剂凝胶布置在 所述环形空间内，由此流体通过流过所述内壁的开口端、接触所述环形空间中的添加剂凝 胶以及向回流过所述内壁到达过滤器的内部而与过滤器中的添加剂凝胶相接触；并且其中 具有容纳凝胶的环形空间的过滤器罩具有可安装和可拆除的盖件，所述盖件允许直接通向 容纳凝胶的环形空间。形成容纳凝胶的环形空间的内壁具有允许流体从过滤器壳体流入所 述环形空间并与添加剂凝胶接触的一个或多个开口，其中所述开口的数量、尺寸、形状、取 向、位置、样式或它们的组合被用来控制和保持预期的添加剂凝胶成分释放率和添加剂凝 胶物理完整性。根据本发明另一方面，过滤器可以是筒式过滤器，该筒式过滤器安装在筒式壳体 内，所述筒式壳体具有允许流体流过壳体和围绕套筒流动的进口和出口通路。根据本发明的另一方面，所述输送系统可以用于调节装置中的流体，所述装置包 括内燃机、天然气发动机、固定式发动机、金属加工冷却剂系统、工业润滑系统、油或燃料过 滤器、液压系统和传动系统。根据本发明的另一方面，所述过滤器可以是油过滤器，流体可以是发动机润滑油，使用所述过滤器的装置可以是柴油客车发动机。根据本发明的另一方面，所述系统可以用作将添加剂释放到流体的方法的一部 分，所述方法包括操纵使用流体的装置。
根据发明的另一方面，所述系统可以是容纳流体添加剂凝胶的过滤器罩，该过滤 器罩能安装在流体过滤器上，使得允许流体在流体过滤器和过滤器罩之间流过，其中，所述 过滤器罩在安装到所述过滤器上时包括流体/凝胶化学交换区，所述流体/凝胶化学交换 区位于所述过滤器的内部区域外部，所述过滤器的内部区域经历流体的直接流动，在所述 交换区中流体与凝胶相接触。


参考下面的附图，可以更好地理解本发明。附图中图1是本发明一个实施例的添加剂输送系统的分解示意性纵向截面图，添加剂输 送系统包括过滤器添加剂凝胶罩和过滤器壳体罩，其中，添加剂凝胶位于过滤器凝胶罩中， 过滤器凝胶罩固定到过滤器壳体罩上，使得当组件用于操作系统时，所述组件使流经过滤 器的流体能够流经过滤器壳体罩中的开口，并与过滤器凝胶罩内的添加剂凝胶接触。图Ia是具有流体流动指示器的本发明一个实施例的添加剂输送系统处于组装状 态时的示意性纵向截面图。
图Ib是本发明一个实施例的添加剂输送系统的处于组装状态时的透视图。图2是不具有示出的添加剂凝胶的过滤器添加剂凝胶罩的一个实施例的截面透 视图。图3是与过滤器添加剂凝胶罩一起使用的过滤器壳体罩的一个实施例的截面透 视图。图4是本发明一个实施例的添加剂输送系统的分解示意性纵向截面图，添加剂输 送系统包括过滤器添加剂凝胶罩和过滤器壳体罩，其中，添加剂凝胶存在于过滤器凝胶罩 中，过滤器凝胶罩固定到过滤器壳体罩上，使得当组件用于操作系统时，所述组件使流经过 滤器的流体能够流经过滤器壳体罩中的开口，并与添加剂凝胶接触。图4a是具有流体流动指示器的本发明一个实施例的添加剂输送系统处于组装状 态时的示意性纵向截面图。图4b是本发明一个实施例的添加剂输送系统处于组装状态时的透视图。图5是不具有示出的添加剂凝胶的过滤器添加剂凝胶罩的一个实施例的截面透 视图。图6是与过滤器添加剂凝胶罩一起使用的过滤器壳体罩的一个实施例的截面透 视图。图7是本发明一个实施例的添加剂输送系统的分解示意性纵向截面图，添加剂输 送系统包括组合式过滤器添加剂凝胶罩和过滤器壳体罩，其中，添加剂凝胶存在于组合式 过滤器添加剂凝胶罩和过滤器壳体罩的环形空间中，组合式过滤器添加剂凝胶罩和过滤器 壳体罩包括两部分，本体部分和盖件部分，盖件可以移走，从而允许添加剂凝胶更容易插入 环形空间，使得当组件用于操作系统时，所述组件使流经过滤器的流体能够与添加剂凝胶 接触。图7a是具有流体流动指示器的本发明一个实施例的添加剂输送系统处于组装状 态时的示意性纵向截面图。图7b是本发明一个实施例的添加剂输送系统处于组装状态时的透视图。
具体实施例方式本发明的添加剂输送系统用于被调节的流体与添加剂凝胶的预期接触，以使凝胶 中的添加剂的一种或多种成分如下文中所述的那样缓慢释放到流体中，其中，在保持添加 剂凝胶物理完整性的同时实现了一种或多种成分的预期和/或均勻的释放率。本发明的添 加剂输送系统能用于调节任意润滑机械系统或装置中的流体，所述任意润滑机械系统或装 置包括但不限于内燃机中的那些系统或装置，例如但不限于，柴油客车发动机、天然气发动 机、固定式发动机、金属加工冷却剂系统、工业润滑系统、油或燃料过滤器、液压系统和传动 系统等。本发明的添加剂输送系统在流体系统和过滤器中各种流体流动特性下提供了预期 释放率和保持了凝胶完整性。这些流体流动特性包括但不限于流体压力、温度和流率。通 过本发明的添加剂输送系统的设计，实现了在前述文献的流体系统和过滤器中流体流动特 性变化的应用中改进的性能。在本发明的添加剂输送系统的一个实施例中，所述系统包括流体/凝胶化学交换 区，在该交换区中，凝胶和流体相互接触，以允许添加剂凝胶中的添加剂释放进流体中。交 换区允许使添加剂凝胶直接流动的接触，其中，直接流动是在与添加剂凝胶的接触点以一 定流率、方向、压力、温度等进行的流体流动，该流体流动中所列的一个或多个参数能接近 或大约是过滤器中流体所达到的最大值。交换区允许使添加剂凝胶非直接流动的接触，其 中，非直接流动是在与添加剂凝胶接触点以一定流率、方向、压力、温度等进行的流体流动， 该流体流动中所列的一个或多个参数低于过滤器中流体能达到的最大值。非直接流动区可 以通过将添加剂凝胶放置在过滤器的接近封闭区域或者过滤器本体以及其它装置外部而 形成。交换区还可以允许这些类型接触的组合。这种交换区的组合允许本发明的系统被定 制成满足各种应用的添加剂释放需要，包括在过滤器中具有极端或非正常流动特性下的应 用。在一种实施例中，本发明的添加剂输送系统包括位于凝胶过滤器罩内的添加剂凝 胶，凝胶过滤器罩附装到过滤器外部本体上，由此添加剂凝胶位于过滤器壳体外部，并且不 位于流经过滤器的流体的直接流动区域中。在本发明的一种实施例中，本发明的添加剂输 送系统中使用的过滤器可以是筒式过滤器，流体可以是润滑油。可以与本发明一起使用的添加剂凝胶的示例在2002年7月16日提交的美国专利 6，483，916，2003年6月25日提交的序列号为10/603，644、2003年6月25日提交的序列 号为10/603，894以及2003年6月25日提交的序列号为10/603，517的美国专利申请中公 开，这些文献的内容被引用与此作为参照。现在具体参照附图，其中相同的附图标记用来指代相同的部件。首先参照图1，示出了根据本发明一个实施例的添加剂输送系统1，该输送系统包括添加剂凝胶过滤器罩2， 添加剂凝胶过滤器罩2可以装配在过滤器壳体罩3上并可以从过滤器壳体罩3上拆除，过 滤器壳体罩3连接到包括过滤器介质(未示出)的过滤器本体壳体(未示出)上，从而形 成完整的过滤器，例如油过滤器。过滤器壳体罩3示出为在其底缘具有外螺纹17，过滤器壳 体本体应具有内螺纹，通过旋转过滤器壳体罩3使过滤器壳体罩3固定到过滤器壳体本体 上，从而外螺纹17与过滤器壳体本体的内螺纹相互作用。过滤器壳体罩3具有过滤器介质 固定装置18，其位于与利用装置装配在过滤器上的表面相对的内表面上。该固定装置可以为圆形夹子的形状，用于将过滤器介质插入件(未示出)固定在过滤器壳体罩上。通过卡 在固定装置18上或者通过类似构件，将过滤器介质插入件连接到过滤器壳体罩3上。这种 可拆除、可更换的过滤器介质插入件通常用在筒式过滤器中。过滤器壳体罩3还可以是完 整的、单个部件的过滤器(未示出)的一部分，此时，过滤器壳体罩不能脱离过滤器壳体的 其余部分，而是为单个部件。添加剂凝胶过滤器罩2包括位于添加剂凝胶过滤器罩2顶端的螺栓头5，例如六角 螺栓头，从而允许工具例如扳手与凝胶过滤器罩2互相作用。过滤器壳体罩3也包括位于 过滤器壳体罩顶端的螺栓头12，例如六角螺栓头。添加剂凝胶过滤器罩2包括螺栓头凹座7，其位于与具有利用装置的过滤器安装 表面的端部相对的添加剂凝胶过滤器罩2的内表面上，当凝胶过滤器罩2安装在过滤器壳 体罩3上时，螺栓头凹座7靠在过滤器壳体罩3上并与之相互作用。更具体地，添加剂凝胶 过滤器罩2的螺栓头凹座7与过滤器壳体罩3的螺栓头12相互作用，形成允许工具在添加 剂凝胶过滤器罩2的螺栓头上的作用传递到过滤器壳体罩3的螺栓头12上的界面。例如， 在过滤器顶端的螺栓头被用于将过滤器安装在较大的装置例如内燃机上时，添加剂凝胶过 滤器罩的螺栓头凹座7形成的界面允许添加剂凝胶过滤器罩上的螺栓头以相同的方式用 于过滤器的安装。添加剂凝胶过滤器罩2在螺栓头凹座7与添加剂凝胶过滤器罩2的侧壁8之间或 周围的添加剂凝胶过滤器罩2的内部空间9中容纳添加剂凝胶4，如图1所示。添加剂凝 胶4可以在添加剂凝胶过滤器罩2装配在过滤器壳体罩3之前布置在内部空间9中。添加 剂凝胶4可以分配到内部空间9内，以便凝胶的成分可以在该空间内混合，从而在添加剂凝 胶过滤器罩2内发生凝胶形成/制造，或者添加剂凝胶4可以预形成为允许凝胶被插入添 加剂凝胶过滤器罩2的内部空间9内的一种形状或多种形状。添加剂凝胶4可以进一步容 纳在可以插入添加剂凝胶过滤器罩2的内部空间9内的凝胶容器、包装件或凝胶杯(未示 出)中。凝胶杯可以是可拆除的，使凝胶杯能被拆除和替换或者重新填充凝胶，并且放置在 另一添加剂凝胶过滤器罩2中供附加使用。通过从过滤器壳体罩3拆除添加剂凝胶过滤器 罩2，然后拆除用过的凝胶杯并使用具有新供应添加剂凝胶4的新凝胶杯将其替换，可拆除 凝胶杯还可以使得用过的过滤器在从与其一起使用的设备或装置中拆除之后或者在仍然 连接到这种设备或装置时被维护。凝胶杯具有各种尺寸和形状的开口，使流体能与凝胶杯 中的添加剂凝胶4接触。过滤器壳体罩3可以是与过滤器壳体本体和过滤器介质一起使用以形成传统过 滤器的标准过滤器壳体罩，其中在初始的过滤器制造之后进行修正，以使过滤器壳体罩3 与添加剂凝胶过滤器罩2相兼容。过滤器壳体罩3还可以特别设计成与添加剂凝胶过滤器 罩2—起工作。过滤器壳体罩3具有一个或多个开口 13，设置在壳体罩的顶端上，使流体在 过滤器凝胶罩2装配在壳体罩3上时从过滤器罩14的内部流过过滤器壳体罩3的开口 13 进入添加剂凝胶过滤器罩的内部空间9，流体在那里与添加剂凝胶4接触，随后流过过滤器 壳体罩3上的开口 13，返回到过滤器罩14的内部以及过滤器的其它部分(未示出)。过滤器壳体罩开口 13可以是如图1所示的一个或多个圆形孔，使流体流过过滤器 壳体罩3。壳体罩开口 13可以具有各种尺寸和形状，包括但不限于圆形、椭圆形、缝隙或它 们的混合形状，并且可以对称或随意布置在过滤器壳体罩3上。开口 13还可以大到足以覆盖过滤器罩的整个顶端，仅留下过滤器介质插入件支承件18和一些将支承件18连接到过 滤器壳体罩3的其余边缘的装置，所述边缘包括壳体罩的侧外壁16及其下方的所有部分。 开口 13可以布置成使穿过开口中心的轴线平行于过滤器壳体罩3的竖直轴线。开口 13还 可以布置成使穿过开口中心的轴线相对于过滤器壳体罩3的竖直轴线成一定角度。开口 13 可以是过滤器设计和制造件的一部分，或者，开口 13可以在过滤器制成之后形成。通过改变过滤器壳体罩3上开口 13的取向、尺寸、形状、布置、 位置以及它们的组 合，可以控制接触添加剂凝胶4时流体的流动特性。改变壳体罩开口 13的这些参数的一个 或多个，会改变流经添加剂凝胶过滤器罩2的流体所接触的添加剂凝胶4的表面积；会改变 流经添加剂凝胶过滤器罩2的流体的流率、流动方向、流体压力以及其它流动特性；或者会 改变它们的组合。这种流体流动特性的控制使本发明的添加剂输送系统能提供预期的添加 剂凝胶成分释放率，同时保持各种应用下添加剂凝胶的完整性。此外，添加剂凝胶过滤器罩的侧壁8的内表面具有根切/侧切(undercut)、斜坡、 缩小或类似的几何特征，由此形成围绕添加剂凝胶4和/或帮助保持添加剂凝胶4在添加 剂凝胶过滤器罩2的空间9内固定和不被损坏的流动通路。添加剂凝胶过滤器罩2装配在过滤器壳体罩3上，由此使添加剂凝胶过滤器罩2 在过滤器壳体罩3上滑动，使得添加剂凝胶过滤器罩2的侧壁8的底缘11靠在外凸缘15 上，所述外凸缘围绕过滤器壳体罩3上所有开口 13下方以及过滤器壳体罩3的外螺纹17 上方的过滤器壳体罩3的外部。添加剂凝胶过滤器罩2还包括密封空腔10，其可以为环形 空间形式，在侧壁8的下内表面上切出，从而形成能在密封空腔10中使用密封圈或类似密 封件(未示出)的环形空腔。密封空腔10中密封件的使用能用于在添加剂凝胶过滤器罩 2和过滤器壳体罩3之间提供密封，当添加剂凝胶过滤器罩2装配在过滤器壳体罩3上时， 密封空腔10中的密封件接触过滤器壳体罩外壁表面16。添加剂凝胶过滤器罩2还可以通过螺栓或类似固定装置固定到过滤器壳体罩3 上。螺栓或类似装置可以经由布置在壳体罩3顶端上的螺栓头12中的中空轴22穿过过滤 器壳体罩3的中央。螺栓随后与添加剂凝胶罩2中央的类似轴6的壁上的螺纹互相作用， 由此将添加剂凝胶罩2固定在过滤器壳体罩3上。图Ia示出了本发明的截面图，其中，添加剂凝胶过滤器罩2和过滤器壳体罩3处 于组装状态，其中添加剂凝胶过滤器罩2装配在过滤器壳体罩3的顶端上，箭头指示经由系 统调节的流体的流动。还示出了过滤器本体壳体19和过滤器介质20。图Ib示出了本发明 的分解透视图。除非另有说明，同样的标记用于表示图1、图Ia和图Ib所示实施例的各种 特征。在图Ia中，箭头示出了从使用过滤器的装置中流出的流体如何在过滤器内流动， 更具体地，流体如何在过滤器壳体罩3内流动，其中流体流过过滤器壳体罩3的开口 13并 进入添加剂凝胶过滤器罩2，流体在此与添加剂凝胶4接触，随后流过过滤器壳体罩3中的 开口 13返回，进入过滤器壳体罩3，并作为被过滤和被调节的流体回到装置。流经过滤器壳体本体19的流体将流过过滤器元件20，过滤器元件20可以由任何 合适的过滤介质制成，并使流体返回装置。如图Ia所示，所述流体也将流入添加剂凝胶过 滤器罩2，流体在此与添加剂凝胶4接触，随后返回到过滤器壳体罩3和过滤器壳体19中。 这种流过添加剂凝胶4的流体受控流动导致添加剂凝胶4的添加剂成分受控制地溶解到流体中，同时保持添加剂凝胶的物理完整性。本发明允许各种配方的凝胶，包括较软的凝胶， 否则会出现1)释放添加剂成分太快，2)添加剂成分的释放率不均勻，3)在预期服务循环 结束之前完全溶解，4)破裂成凝胶碎片，凝胶碎片将会被流体携带并且可能堵塞装置管路 和孔，或者5)它们的组合，在没有这些的情况下使用更有效以及可以在各种应用下使用。图2是不存在添加剂凝胶的过滤器添加剂凝胶罩的一种实施例的截面透视图，图 3是一种实施例的过滤器壳体罩的截面透视图。图2和图3所示实施例的识别标志与图1、 图Ia和图Ib中描述的那些类似，并且使用同样的附图标记。本发明的另一实施例在图4中示出，其中，添加剂输送系统31包括添加剂凝胶过 滤器罩32，添加剂凝胶过滤器罩32可以装配在过滤器壳体罩33上，过滤器壳体罩33连接 到过滤器本体壳体(未示出)上形成完整过滤器，例如但不限于油过滤器。尽管图4示出 了本发明的一种实施例，图1示出了另一实施例，很多相同的特征在两者中都存在，并且在 两种实施例中都存在给定的特征，除非另外说明，上面针对图1的描述也应用于图4所示的 实施例。图4中的过滤器壳体罩33示出为在其底缘上具有外螺纹47，过滤器壳体本体(未 示出)应具有内螺纹，通过旋转过滤器壳体罩33使过滤器壳体罩33固定到过滤器壳体本 体(未示出)上，从而外螺纹47与过滤器壳体本体(未示出)的内螺纹相互作用。过滤器 壳体罩33可以具有与图1中的介质固定装置18类似的过滤器介质插入件固定装置52，这 样允许过滤器介质插入件能连接到过滤器壳体罩33上。
与图1所示的本发明的实施例类似，本发明的实施例包括在过滤器壳体罩33的顶 端上的螺栓头(未示出)。如图4所示，本发明还包括在过滤器壳体罩33的顶端上的开口 42，其中通过使螺栓51穿过过滤器壳体罩的顶端上的开口 42并进入添加剂凝胶过滤器罩 32的轴36，开口 42使螺栓51或类似装置能被用来将添加剂凝胶过滤器罩32固定到过滤 器壳体罩33上。轴36具有与螺栓51互相作用的螺纹，由此将添加剂凝胶过滤器罩32固 定到过滤器壳体罩33上。过滤器添加剂凝胶罩32还包括在过滤器壳体罩的顶端上的螺栓 头35，例如六角螺栓头或方形螺栓头。添加剂凝胶过滤器罩32包括螺栓头凹座(未示出)，其位于添加剂凝胶过滤器罩 32的内部，靠在过滤器壳体罩33上并与之互相作用。更具体地，添加剂凝胶过滤器罩32的 螺栓头凹座(未示出)与过滤器壳体罩33的螺栓头凹座(未示出)相互作用或者靠在过 滤器壳体罩33的顶端上。添加剂凝胶过滤器罩32在任意螺栓头凹座(未示出)与添加剂凝胶过滤器罩32 的侧壁38之间或周围的添加剂凝胶过滤器罩32的内部空间39中容纳添加剂凝胶34，如 图4所示。添加剂凝胶34可以布置在添加剂凝胶过滤器罩的内部空间39中，其方式与上 面针对图1所示的本发明的实施例的上述描述相同。过滤器壳体罩33可以是标准过滤器壳体罩，其在初始的过滤器制造之后进行过 修正，以使过滤器壳体罩33与添加剂凝胶过滤器罩32相兼容。过滤器壳体罩33还可以特 别设计成与添加剂凝胶过滤器罩32 —起工作。过滤器壳体罩33具有设置在壳体罩33的 顶端上的一个或多个开口 43，这样允许流体在过滤器壳体罩33与添加剂凝胶过滤器罩32 组装形成过滤器之后从过滤器壳体罩44的内部流出，流过过滤器壳体罩33的开口 43进入 添加剂凝胶过滤器罩的内部空间39，在那里与添加剂凝胶34接触，随后流过过滤器壳体罩33上的开口 43，返回到过滤器罩44的内部以及过滤器的其它部分(未示出)。过滤器壳体罩开口 43可以如上面针对图1所示的本发明的实施例那样改变，更具 体地，指针对图1所示的过滤器壳体罩3上的开口 13进行的改变。改变开口 43的参数具 有与上面所述相同的影响，具体而言，控制流体接触添加剂凝胶34时的流动特性。流体流 动特性的这种控制使本发明的添加剂输送系统能提供预期的添加剂凝胶成分释放率，同时 保持各种应用中添加剂凝胶的完整 性。添加剂凝胶过滤器罩32装配在过滤器壳体罩33上，由此使添加剂凝胶过滤器罩 32在过滤器壳体罩33上滑动，使得添加剂凝胶过滤器罩32的侧壁38的底缘41靠在外凸 缘45上，所述外凸缘围绕过滤器壳体罩33上所有开口 43下方和过滤器壳体罩33的外螺 纹47上方的过滤器壳体罩33的外部。过滤器壳体罩的外凸缘45具有外壁53，这样在凸缘45的外缘周围形成壁。该外 壁在过滤器壳体罩凸缘45、过滤器壳体罩外壁表面46、以及凸缘的外壁53之间形成圆形 井，其中，当添加剂凝胶过滤器罩32装配到过滤器壳体罩33上时，添加剂凝胶过滤器罩32 的底缘41坐靠在圆形井上。外壁53具有一个或多个开口 52，供使用一个或多个螺钉、销或其它类似项(未示 出)，此处其它类似项的螺钉被用于进一步将添加剂凝胶过滤器罩32固定到过滤器壳体罩 33上。这种固定被完成，其中，添加剂凝胶过滤器罩32装配在过滤器壳体罩33上，使得添 加剂凝胶过滤器罩32的底面41靠在过滤器壳体罩的外凸缘45上，定位螺钉或其它类似项 能插入凸缘的外壁53上的开口 52中，使得螺钉能固定到壁53上并且压靠添加剂凝胶过滤 器罩的外侧壁38，从而使添加剂凝胶过滤器罩32的底面41形成的环54的内表面压靠在过 滤器壳体罩33的外壁46上，由此将添加剂过滤器罩32保持在适当位置。 过滤器壳体33还具有围绕其周边的密封空腔或槽40，其中，密封槽40可以设置在 过滤器壳体罩33的外表面46上，恰好在壳体罩的外凸缘45上方。密封槽40还可以用于 进一步将添加剂凝胶过滤器罩32固定到过滤器壳体罩33上，其中当添加剂凝胶过滤器罩 32装配到过滤器壳体罩33上时，凝胶罩的底面41形成的添加剂凝胶过滤器罩32的环状内 表面54沿着过滤器壳体罩外壁46滑下并插入过滤器壳体罩40的密封槽40中。如果大小 适当，添加剂凝胶过滤器罩32和过滤器壳体罩33将会卡在一起，凝胶罩内环表面54锁定 到过滤器壳体罩密封槽40。密封槽40还容纳密封圈或类似密封装置(未示出)，以在过滤 器壳体罩33和凝胶罩32之间形成密封。图4a示出了本发明的截面图，其中，添加剂凝胶过滤器罩32和过滤器壳体罩33 处于组装状态，添加剂凝胶过滤器罩32装配在过滤器壳体罩33的顶端上，箭头指示经由系 统调节的流体的流动。还示出了过滤器本体壳体49和过滤器介质50。图4b示出了本发明 的分解透视图。除非另有说明，同样的标记用于表示图4、图4a和图4b所示实施例的各种 特征。在图4a中，箭头示出了从使用过滤器的装置中流出的流体如何在过滤器内流动， 更具体地，流体如何在过滤器壳体罩33内流动，其中流过过滤器壳体罩33的开口 43并进 入添加剂凝胶过滤器罩32，流体在此与添加剂凝胶34接触，随后流过过滤器壳体罩33的开 口 43返回，进入过滤器壳体罩33，并作为被过滤和被调节的流体回到装置。流经过滤器壳体本体49的流体将流过过滤器元件50，过滤器元件50可以由任何合适的过滤介质制成，并使流体返回装置。如图4a所示，所述流体也将流入添加剂凝胶过 滤器罩32，流体在此与添加剂凝胶34接触，随后返回到过滤器壳体中。这种流过添加剂凝 胶过滤器罩32中的添加剂凝胶34的非直接流动导致添加剂凝胶34的添加剂成分受控制 地溶解到流体中，同时保持添加剂凝胶的物理完整性。图5是不存在凝胶的一种实施例的过滤器添加剂凝胶罩的截面透视图，图6是一 种实施例的过滤器壳体罩的截面透视图。图5和图6所示实施例的识别标志与图4、图4a 和图4b中描述的那些类似，并且使用同样的附图标记。本发明的另一实施例在图7中示出，其中，添加剂输送系统61包括添加剂凝胶过 滤器罩，其可以是过滤器壳体罩的集成部分。在该实施例中，过滤器壳体罩和过滤器罩是容 纳添加剂凝胶78并且连接到过滤器本体壳体(未示出)上形成过滤器的集成部件的形式。图7示出了本发明的一种实施例，图1和图4示出了其它实施例，很多同样的特征 存在于所有图形中，并且给定的特征存在于一个以上的实施例中，除非另有说明，上面针对 图1和图4所示实施例的描述也应用于图7所示的实施例中。本发明的集成过滤器凝胶罩61可以是使用互锁螺纹或类似固定构件连接到过滤 器本体壳体(未示出)上的单个部件，正如传统过滤器壳体罩那样。本发明的集成过滤器 凝胶罩61还可以由两个分开的部件，盖件62和本体63制成，在这种情况下，盖件62可以 从本体63上拆除，从而更好地进入保持添加剂凝胶78的环形空间74。盖件62在其底缘 70的内部具有内螺纹69，用于将其连接到本体63上。本体63的上缘71的外部具有外螺 纹72，用于将本体63连接到盖件62上。可以通过将螺纹69和72相互接触并且旋转盖件 62使螺纹相互接合而将盖件62和本体63相连。图7中的集成过滤器壳体罩本体63示出为在其底缘具有外螺纹76，过滤器壳体本 体(未示出)应具有内螺纹，通过旋转集成过滤器壳体罩63使集成过滤器壳体罩63固定 到过滤器壳体本体(未示出)上，从而外螺纹76与过滤器壳体本体(未示出)的内螺纹相
互作用。集成过滤器壳体罩盖件62具有与图1中的介质固定装置18类似的过滤器介质插 入件固定装置67，供过滤器介质插入件连接到集成过滤器壳体罩盖件62上。与图1所示的本发明的实施例类似，图7所示的本发明的实施例包括在集成凝胶 过滤器罩盖件62的顶端的螺栓头65。集成凝胶过滤器罩61在集成凝胶过滤器罩本体外壁79与其内壁75之间的集成 凝胶过滤器罩本体63的内部环形空间74中容纳添加剂凝胶78。所述环形空间74可以调 节成根据集成凝胶过滤器罩61，特别是集成凝胶过滤器罩本体63的尺寸保持各种量的添 加剂凝胶78。添加剂凝胶78可以布置在集成凝胶过滤器罩的内环形空间74中，方式与针 对图1所示实施例的上述描述相同。将集成凝胶过滤器罩盖件62从集成凝胶过滤器罩本 体63拆除的能力使得插入添加剂凝胶78具有附加选择。集成凝胶过滤器罩本体内壁75在图7所示的上缘73上具有向内的弯曲，用作转 向器边缘或类似特征。当与集成过滤器凝胶罩61完全组装时，转向器边缘73用来影响过 滤器中的流动特性。具体而言，集成凝胶过滤器罩本体内壁75的几何形状以及转向器边缘 73能影响添加剂凝胶78与流经过滤器(未示出)的流体的接触量以及流率、相对于添加 剂凝胶78的流动方向和接触过程中流体的压力。集成凝胶过滤器罩本体内壁75还具有一个或多个开口(未示出)，所述开口沿着包围过滤器介质插入件(未示出)的内部空间77 与容纳添加剂凝胶78的环形空间74之间的壁设置。这些开口(未示出)允许流体在集成 罩组装好并用作过滤器时从过滤器罩77的内部流出，流过集成凝胶罩本体内壁75上的开 口，与环形空间74中容纳的添加剂凝胶78接触。流体可接触开口处的添加剂凝胶78并且 保留在过滤器壳体77的内部，或者流过开口进入环形空间74中，在该期间接触添加剂凝胶 78，并向上到达内壁的上缘73，流体在那里返回到过滤器壳体77的内部空腔并继续流过过集成凝胶过滤器罩外壁开口(未示出)可以是一个或多个圆形孔 ，还可以具有各 种尺寸和形状，包括但不限于圆形、椭圆形、缝隙或它们的混合形状，并可以对称或随意布 置在集成凝胶过滤器罩内壁75上。所述开口可以布置成使穿过开口中心的轴线垂直于内 壁75的平面。开口 13还可以布置成使穿过开口中心的轴线相对于内壁75的平面成一定 角度。通过改变过滤器壳体罩本体63上开口的取向、尺寸、形状、布置、位置和它们的组 合，和/或通过改变集成凝胶过滤器罩内壁75和上缘73的几何形状，可以控制流体接触添 加剂凝胶78时的流动特性。改变这些参数的一个或多个，会改变与流经集成凝胶过滤器 罩61的流体接触的添加剂凝胶78的表面积；会改变流经集成凝胶过滤器罩61的流体的流 率、流动方向、流体压力以及其它流体流动特性；或者会改变它们的组合。这种流体流动特 性的控制使本发明的添加剂输送系统能提供预期添加剂凝胶成分释放率，同时保持各种应 用中添加剂凝胶的完整性。图7a示出了处于组装状态的本发明的一种形式添加剂输送系统的示意性纵向截 面图，它也可以表示当集成过滤器凝胶过滤器罩和本体固定并且不能分开时的本发明。箭 头指示经系统调节的流体的流动。还示出了过滤器本体壳体81和过滤器介质82。图7b示 出了本发明的分解透视图。除非另有说明，同样的标记用于表示图7、图7a和图7b所示实 施例的各种特征。图7a示出了本发明的截面图，其中，集成凝胶过滤器罩盖件62和集成凝胶过滤器 罩本体63处于组装状态，集成凝胶过滤器罩盖件62装配在集成凝胶过滤器罩本体63的顶 端上，箭头指示经系统调节的流体的流动。还示出了过滤器本体壳体81和过滤器介质82。在图7a中，箭头示出了从使用过滤器的装置中流出的流体如何在过滤器内流动， 更具体地，流体如何在集成凝胶过滤器罩61内流动，其中流体流经过滤器壳体内部77、流 过集成凝胶过滤器罩的内壁75上的开口和/或越过内壁75的上缘73，进入容纳添加剂凝 胶78的环形空间74，流体在此与添加剂凝胶78接触，随后流过集成凝胶过滤器罩的内壁 75上的开口返回和/或流过内壁75的上缘73并返回过滤器壳体空间77，最终作为被过滤 和被调节的流体回到装置。流经过滤器壳体本体81的流体将流过过滤器元件82，过滤器元件82可以由任何 合适的过滤介质制成，并使流体返回装置。如图7a所示，流体也将流入包括环状空间74的 集成凝胶过滤器罩的添加剂凝胶，流体在此与添加剂凝胶78接触，随后返回到过滤器壳体 中。流体流过环状空间74中添加剂凝胶78的非直接流动导致添加剂凝胶78的添加剂成 分受控制地溶解到流体中，同时保持添加剂凝胶的物理完整性。本发明允许各种配方的凝 胶，包括较软的凝胶，否则会出现释放添加剂成分太快，添加剂成分的释放率不均勻，在预期服务循环结束之前完全溶解，凝胶破裂成凝胶碎片，碎片将会被流体携带并且可能堵塞 装置管路和孔，或者它们的组合，以便(在没有这些的情况下)使用更有效以及在各种应用 下使用。图7a所示实施例中的识别特征与图7中描述的那些类似，以同样的附图标记。示例对于图7和图7a所示式样的容器，在环形空间壁上钻有两个相等间距列的孔，每 一列有6个孔，每个孔直径为5mm。在环形空间中布置有下列成分的混合物表1-添加剂凝胶成分
重量百分比 成分
13.2%烯烃共聚物粘度改性剂
47.8%稀释剂矿物油
无灰聚异丁烯丁二酸酐分散剂顺丁烯二酸酐苯乙烯 9.6%部分被酯化的共聚物
~loo. 0% ^M混合物在100°C下加热8小时以形成凝胶。填充的添加剂凝胶过滤器罩装配在筒 式过滤器介质插入件上，并将组件安装在筒式过滤器壳体内，由此提供本发明的添加剂输 送系统。组装的过滤器套筒和壳体布置在装备有PSA DV6发动机的测力计上并且运行100 小时。在测试结束时，与没有添加剂凝胶存在的标准过滤器的基准线相比较，油分析示出相 当于以及增长0. 4cSt的粘度改进剂的量已经释放到油中。尽管上面仅描述了本发明的一些实施例，但是，应该意识到，在不脱离本发明的精 神和范围的情况下可以作出很多变化。所有这些变化都应被包括在仅仅由所附权利要求所 限定的本发明的范围内。
权利要求
一种用于将一种或多种添加剂供应到流体中的输送系统，包括添加剂凝胶、具有壳体的过滤器、以及位于过滤器壳体的区域外部的流体/凝胶化学交换区，所述过滤器壳体的区域经历流体的直接流动，在所述交换区中流体与凝胶相接触。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交换区允许流体/凝胶接触，所述流 体/凝胶接触包括d)流体非直接流动，e)流体直接流动，或者f)它们的组合。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交换区被选择用来控制添加剂从添 加剂凝胶到流体的释放率、保持添加剂的均勻释放率、保持添加剂凝胶的物理完整性，或者 它们的组合。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括容纳凝胶的过滤器凝胶罩， 其中过滤器凝胶罩可安装到过滤器壳体的顶端并且可从过滤器壳体的顶端拆除，其中过滤 器壳体在过滤器的顶端具有一个或多个开口，该一个或多个开口允许流体从过滤器流过， 接触添加剂凝胶并返回过滤器；其中选择过滤器壳体的顶端上的开口的数量、尺寸、形状、 取向、位置、样式或者它们的组合，以控制和保持预期的添加剂凝胶成分释放率和添加剂凝 胶物理完整性。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，过滤器壳体的罩包括沿着过滤器罩壳体 的外壁的环形空间，其中所述环形空间由过滤器罩壳体本体的外壁与在过滤器罩内形成圆 筒的内壁形成，其中所述内壁的一端连接到所述外壁，以及另一端是开口的，并且其中添加 剂凝胶布置在所述环形空间内，由此流体通过流过所述内壁的开口端、接触所述环形空间 中的添加剂凝胶以及向回流过所述内壁到达过滤器的内部而与过滤器中的添加剂凝胶相 接触；并且其中具有容纳凝胶的环形空间的过滤器罩具有可安装和可拆除的盖件，所述盖 件允许直接通向容纳凝胶的环形空间。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，形成容纳凝胶的环形空间的内壁具有允 许流体从过滤器壳体流入所述环形空间并与添加剂凝胶接触的一个或多个开口，其中所述 开口的数量、尺寸、形状、取向、位置、样式或它们的组合被用来控制和保持预期的添加剂凝 胶成分释放率和添加剂凝胶物理完整性。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，形成容纳凝胶的环形空间的内壁形成用 作转向器边缘的上凸缘，其中所述转向器边缘设计成影响围绕所述边缘并因此进入容纳凝 胶的环形空间的流体流动。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，添加剂凝胶容纳在凝胶杯中，其中可将一 个或多个凝胶杯插入所述系统和从所述系统拆除，所述凝胶杯具有允许流过过滤器的流体 与凝胶接触的一个或多个开口。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述环形空间的内壁上的至少一些开口 不会被所述环形空间内的添加剂凝胶阻塞，以便允许一些流体经过所述开口进入所述环形 空间并溶解凝胶中的一种或多种添加剂成分。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括流体流动转向器边缘，该流体流 动转向器边缘位于形成容纳凝胶的环形空间的内壁的开口端，其中所述转向器边缘用于使流过过滤器和在容纳凝胶的环形空间的开口附近的流体流动转向，从而对凝胶/流体化学 交换区提供控制。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，过滤器是筒式过滤器，该筒式过滤器安 装在筒式壳体内，所述筒式壳体具有允许流体流过壳体和围绕套筒流动的进口和出口通 路；并且其中，所述输送系统用于调节装置中的流体，所述装置包括内燃机、天然气发动机、 固定式发动机、金属加工冷却剂系统、工业润滑系统、油或燃料过滤器、液压系统和传动系 统。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述过滤器是油过滤器，流体是发动机 润滑油。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，使用所述过滤器的装置是柴油客车发 动机。
14.一种用于将添加剂释放到流体中的方法，包括操纵使用流体的装置，其中所述装置 采用根据权利要求1的系统。
15.一种容纳流体添加剂凝胶的过滤器罩，该过滤器罩能安装在流体过滤器上，使得允 许流体在流体过滤器和过滤器罩之间流过，其中，所述过滤器罩在安装到所述过滤器上时 包括流体/凝胶化学交换区，所述流体/凝胶化学交换区位于所述过滤器的内部区域外部， 所述过滤器的内部区域经历流体的直接流动，在所述交换区中流体与凝胶相接触。
全文摘要
一种添加剂输送系统和方法，包括添加剂凝胶、过滤器以及流体/凝胶化学交换区，其中，交换区使添加剂凝胶与流体经历不同类型或组合类型式的接触，以便控制添加剂释放率，保持均匀的释放率，保持凝胶的物理完整性或者它们的组合。
文档编号B01D37/02GK101827637SQ200880112205
公开日2010年9月8日 申请日期2008年10月14日 优先权日2007年10月19日
发明者G·A·伽尔文, J·D·伯林顿 申请人:卢布里佐尔公司