快速连接式过滤器及过滤器组件的制作方法
【专利说明】快速连接式过滤器及过滤器组件
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求2013年I月11日提交的美国临时申请第61/751，319号的优先权，其在此通过引用而全部并入。
技术领域
[0003]本公开总体属于过滤领域，更具体地属于将流体过滤器快速连接至过滤器接头结构的设计。
【背景技术】
[0004]许多现有的过滤器检修方法需要工具连接和/或拆下过滤器。另外，有些过滤器需要废弃处置整个过滤器。
【发明内容】
[0005]描述了流体过滤器和接头之间的快速连接机构，其允许流体过滤器和接头之间快速连接/分开。不需要工具且只有滤芯需要被检修，过滤器壳可被重新使用。在另一个实施例中，整个过滤器在检修时被废弃处置且被新的过滤器替换。过滤器更换所需的时间更少。另外，不需要螺纹将过滤器连接至接头。
[0006]快速连接机构通过多个可径向移动的锁合件将过滤器壳夹紧在位。锁合件布置成使得与壳之间有多个，例如至少4个或更多接触点。当过滤器被插入接头，控制锁合件的径向位移的构件被转动以径向地移动锁合件并将壳锁合在位。采用合适的密封件来实现外部密封，例如受压面密封件和/或径向O形密封件。
[0007]夹紧力来自于径向位移控制件至锁合位置的转动，该转动将锁合件沿径向方向转移至锁合位置。当径向位移控制件转动至未锁合位置，锁合件可自由移动或被驱动至未锁合位置以允许过滤器被拆下。
[0008]在一个实施例中，流体过滤器包括实质上圆柱形的壳，该壳界定了内部空间。壳包括壁，该壁设有第一开口端和第二封闭端。周向连续的，径向地面向外或面向内的锁合沟紧邻所述第一开口端形成于壳上。另外，密封件紧邻开口端，以密封过滤器接头，过滤件布置在壳的内部空间内。
[0009]在另一种实施例中，流体过滤系统包括流体过滤器和过滤器接头，流体过滤器接头安装在过滤器接头上。过滤器接头包括快速连接机构，快速连接机构配合锁合沟，以可拆卸地将流体过滤器连接至过滤器接头。
[0010]过滤器接头可包括外壳，流体入口和流体出口，外壳界定了内部空间，内部空间使用时在其内接纳流体过滤器的一部分。快速连接机构可包括控制件以及多个可径向地移动的锁合件，控制件可转动地布置在外壳上以在未锁合位置和已锁合位置之间转动。控制件配合锁合件以控制锁合件的径向位置。
【附图说明】
[0011]图1为过滤器组件的立体图，其中，该过滤器组件包括流体过滤器，流体过滤器使用本文所述的快速连接机构的第一种实施例连接至接头，快速连接机构处于已锁合位置。
[0012]图2a为图1中的过滤器组件的纵向剖视图。
[0013]图2b为图1中的过滤器组件的分解示意图。
[0014]图3为沿图2中线3-3截取的剖视图。
[0015]图4为图1中的过滤器组件的侧视图。
[0016]图5为图1和4中的过滤器组件的仰视图。
[0017]图6为过滤器组件的另一种实施例的纵向剖视图，其中，快速连接机构将流体过滤器连接至接头。
[0018]图7为图6中包围在圆圈A内的部分的详细视图。
[0019]图8为沿图6中线8-8截取的剖视图。
[0020]图9为图6中的过滤器组件的仰视图。
[0021]图10为过滤器组件的再一种实施例的纵向剖视图，其中，快速连接机构将流体过滤器连接至接头。
[0022]图lla，llb和Ilc分别为图10中的过滤器组件的接头的上视图，下视图和俯视图。
[0023]图12为图lla-c中的接头的剖视图，其中，示出了处于已锁合位置的锁合件和径向位移控制件。
[0024]图13为接头的俯视图，该视图相似于图1lc但径向位移控制件已转动至未锁合位置。
[0025]图14为图13中的接头的剖视图，其中，示出了处于未锁合位置的锁合件和径向位移控制件。
[0026]图15为过滤器组件的纵向剖视图，其中，过滤器组件包括流体过滤器，流体过滤器使用本发明所述的快速连接机构的另一种实施例连接至接头，快速连接机构处于已锁合位置。
[0027]图16为图15中圆圈B内的部分的放大图。
[0028]图17为相似于图16的放大图但快速连接机构处于未锁合位置。
[0029]图18为过滤器组件的另一种例子的纵向剖视图，其中，过滤器组件包括流体过滤器，流体过滤器使用快速连接机构连接至接头，该快速连接机构相似于图15-17所示的快速连接机构。
[0030]图19为图18中圆圈C内的部分的放大图。
[0031]图20为过滤器组件的纵向剖视图，其中，该过滤器组件包括流体过滤器，流体过滤器使用本发明所述的快速连接机构的另一种实施例连接至接头，快速连接机构处于已锁合位置。
[0032]图21为图20中圆圈D内的部分的放大图。
[0033]图22为过滤器组件的纵向剖视图，其中，过滤器组件包括流体过滤器，流体过滤器使用本发明所述的快速连接机构的另一种实施例连接至接头，快速连接机构处于已锁合位置。
[0034]图23为图22中圆圈E内的部分的放大图。
【具体实施方式】
[0035]流体过滤器和接头(head)之间的快速连接机构被表述为允许该两者之间快速连接/分开。流体过滤器和接头均包括用于实施快速连接机构的改进。
[0036]流体过滤器包括壳，周向连续的面向内的或面向外的锁合沟(locking channel)以及密封件，该锁合沟设于壳上用于配合快速连接机构，该密封件用于密封过滤器接头。锁合沟可具有任何适于配合锁合元件的结构，例如一般地为半圆形的或矩形的结构，以将过滤器锁合至接头。
[0037]快速连接机构安装在接头上并包括多个可径向移动的锁合件。可转动径向位移控制件安装在接头上以控制锁合件的径向位移。在本发明示出的一种实施例及下方描述中，锁合件为球。在另一种实施例中，锁合件为销。然而，锁合件可具有任何适于将流体过滤器锁合至接头的结构。
[0038]首先参照图1-5，示出了位于流体过滤器10和接头12之间的快速连接机构。该流体过滤器10，接头12，和/或流体过滤器与接头之间的连接能够被用于多种流体系统包括，但不限于，例如在机器诸如柴油机或汽油机上的燃料或油过滤系统，液压系统中的液压流体过滤系统，其他在柴油机或汽油机上的其它发动机流体过滤系统，以及用于非发动机应用的过滤系统。在一种示例性应用中，流体过滤器10被用在燃料系统中以过滤燃料，例如柴油燃料。
[0039]在示出的例子中，流体过滤器10包括壳14，该壳14界定了内部空间16。可替换的滤芯18可拆卸地布置在该内部空间内。在该实施例中，检修时，壳14预计可被重新使用，滤芯18被拆下且被新的滤芯替换。在另一种实施例中，检修时，整个流体过滤器10被丢弃且被新的壳和滤芯替换，在这种情况下壳和滤芯可被永久地连接在一起或滤芯可从壳上被拆下。
[0040]参照图2a，2b和3，壳14可由任何适合用于流体过滤器的材料制成。材料的例子包括金属和塑料。壳14在外形上可为实质上圆柱形的，壳14包括壁，该壁设有第一开口端20以及第二封闭端21。壳14的壁在其大部分长度上具有基本不变的径向厚度，但设有增大厚度的部分22，其径向厚度大于壁的较低部分的厚度，且邻近开口端20。周向连续的，实质上为半圆形的，径向地面向外的外部锁合沟24设于该增大厚度的部分22。沟24被配置为与快速连接机构的锁合件相配合，其在下文进一步描述。
[0041]壳14还包括紧邻开口端20的内部支架26，该内部支架26沿轴向面向接头12且背对壳的封闭端21。使用时，支架26支撑滤芯18，如下文进一步描述的。
[0042]继续参照图2a和2b，滤芯18包括一圈过滤介质30，该过滤介质30设有第一端32和第二端33且包围具有纵向轴线的中心腔34。端板36固定至第一端32以封闭介质30的第一端。端板37也固定至介质的第二端33以封闭第二端。在示出的例子中，端板37被封闭以便没有流体可流过端板37。然而，在一种实施例中，端板37可设有一个或多个通路以允许借此流过流体和/或允许流体通道构件穿过，流体可流过该流体通道构件。
[0043]端板36设有中心开口 38，该中心开口 38与介质30的中心腔34相流体连通。支撑件40从端板36的外围延伸以将端板，从而将滤芯18，支撑在支架26上。支撑件40朝介质的第二端延伸且沿径向向外倾斜至径向延伸唇42，使用时该径向延伸唇42搁置在支架26上，如图2a所示。
[0044]圆形密封垫片44布置在径向唇42上。垫片44在滤芯和接头12之间提供密封以防止流体泄露至外部。在示出的实施例中，密封件44避开且没有布置在锁合沟24内。
[0045]支撑件40设有多个开口 45，这些开口 45沿中心开口 38径向向外且沿密封垫片44径向向内，以在接头12的内部空间46与一空间之间提供流体连通，该空间为过滤介质30的外侧与壳14的壁之间的空间。在示出的例子中，滤芯被设计为从外侧向内侧流体流动，过滤介质30的外侧与壳14的壁之间的空间为未过滤流体侧，中心腔为已过滤流体侧。然而，滤芯可被设计为从内侧向外侧流体流动，中心腔34为未过滤流体侧，过滤介质30的外侧与壳14的壁之间的空间为已过滤流体侧。
[0046]转至图1，2a和2b，接头12包括外壳49，该外壳49界定了内部空间，内部空间使用时在其内接纳流体过滤器10的一部分。该外壳包括流体入口 50和流体出口 52，该流体入口 50与内部空间46相流体流通，该流体出口 52通过中心开口 38与中心腔34相流体连通。流体出口柱54包括第一端，该第一端通过螺纹连接至出口 52。板56在第一端和第二端之间固定至出口柱54且从其上径向延伸。板56包括周界边缘，该周界边缘设有密封件58，密封件58布置在周界边缘上，使用时该密封件58密封配合过滤接头12，以隔离要被过滤的流入的流体与流出的