具有整体式通气孔的液体过滤器排放管的制作方法
【专利摘要】阀杆(48)的尺寸被设定成匹配过滤器壳体(30)孔。阀杆(48)具有第一和第二端(60)以及主体(62)。第一端(58)包括配置成匹配对应的螺纹过滤器部分的螺纹杆部分(64)。第二端(60)具有排放出口(82)并且包括用于管(86)的配件(84)。主体(62)具有被设置穿过其中的轴向通道(90)。轴向通道(90)具有沿其至少一部分轴向地设置的分隔件(92)。分隔件(92)将轴向通道(90)分开成出口通道(94)和通气通道(96)。出口通道(94)在第一端(58)处、排放出口(82)处和第一侧通道(104)处打开。通气通道(96)在第一端(58)处闭合、在第二侧通道(106)处打开、在排放出口(82)处打开，并且在通气侧通道(100)处打开。
【专利说明】
具有整体式通气孔的液体过滤器排放管
技术领域
[0001]本专利公开大体上涉及一种用于壳体的排放管，并且更具体地涉及一种具有整体式通气孔的液体过滤器壳体排放管。
【背景技术】
[0002]液体过滤器排放管因其将积聚的污垢从过滤器壳体中排出而众所周知。例如，在柴油发动机中，燃料管线过滤器用于分离出水和杂物。这些污垢积聚在燃料过滤器壳体的下部中，并且被定期排出以促进过滤器的正常工作。
[0003]排放管通常被设置在过滤器壳体的底部处，并且经由某种类型的螺纹开口而打开。然而，过滤器组件和连接至过滤器组件的过滤器管线原本大体上是闭合系统。由于不存在用于将流出的污垢替换成空气的通气孔，污垢不会流出壳体，或如果它们不流出壳体，那么它们以喷射方式低效地离开排放管。传统上，通气孔螺钉被放置在过滤器基部的顶部上，并且被打开来给排放管通气。或者，松开燃料管线配件以允许空气进入并给排放管通气。虽然这些‘变通的’解决方案的确允许空气进入系统中，但是它们也增加了将污垢引入燃料系统的几率，并且它们需要额外的时间和/或工具来执行。
[0004]标题为“具有带有机械锁的排放阀的过滤器”(Filter Having Drain Valve withMechanical Lock)的第2012-0091051A1号美国公开案(以下简称u/051公开案”)声称描述了一种带有通气孔的排放阀组件。然而，'051公开案的排放阀组件并不提供用于将排放管的流出物引导至合适的废弃物容器中的灵活性。另外，'051公开案的排放阀组件并不提供某些角度的通气，诸如在液体过滤器排放管是以微小角度安装或车辆是以微小角度停放使得阀组件的排放管部分上升高于阀组件的通气孔部分的情况下。
[0005]因此，需要一种改进的液体过滤器排放管以解决上述问题和/或其它常规方法面临的问题。
【发明内容】
[0006]本专利尽最大程度地满足了前述需求，其中提供了一种改进的液体过滤器排放管的各个方面。
[0007]—方面，本专利描述了一种用于从燃料中分离水的过滤器壳体组件。过滤器壳体组件包括壳体、燃料入口、燃料出口和排放阀组件。壳体被配置成保持过滤介质(38)。燃料入口被设置在壳体中并且被配置成将燃料引导至过滤介质(38)的第一侧。燃料出口被设置在壳体中并且被配置成接收来自过滤介质(38)的第二侧的燃料。排放阀组件被设置在壳体的下部处以将从燃料中分离的水从壳体中排出。排放阀组件包括壳体孔和阀杆。壳体孔由圆柱形壁界定并且穿过壳体。阀杆的尺寸被设定成匹配壳体孔。阀杆具有第一和第二端以及主体。第一端包括被配置成匹配对应的螺纹过滤器部分的螺纹杆部分。排放阀响应于螺纹杆部分匹配螺纹过滤器部分而闭合，且排放阀响应于螺纹杆部分未匹配螺纹过滤器部分而打开。第二端具有排放出口并且包括用于管的配件。主体具有被设置穿过其中的轴向通道。轴向通道具有沿其至少一部分轴向地设置的分隔件。分隔件将轴向通道分开为出口通道和通气通道。出口通道在第一端处、排放出口处和第一侧通道处打开。通气通道在第一端处闭合、在第二侧通道处打开、在排放出口处打开且在通气侧通道处打开。
[0008]另一方面，本专利描述了一种排放阀组件。排放阀组件包括壳体孔和阀杆。壳体孔由圆柱形壁界定并且穿过壳体。阀杆的尺寸被设定成匹配壳体孔。阀杆具有第一和第二端以及主体。第一端包括被配置成匹配对应的螺纹过滤器部分的螺纹杆部分。排放阀响应于螺纹杆部分匹配螺纹过滤器部分而闭合，且排放阀响应于螺纹杆部分未匹配螺纹过滤器部分而打开。第二端具有排放出口并且包括用于管的配件。主体具有被设置穿过其中的轴向通道。轴向通道具有沿其至少一部分轴向地设置的分隔件。分隔件将轴向通道分开为出口通道和通气通道。出口通道在第一端处、排放出口处和第一侧通道处打开。通气通道在第一端处闭合、在第二侧通道处打开、在排放出口处打开且在通气侧通道处打开。
[0009]在又一方面，本专利描述了一种阀杆。阀杆的尺寸被设定成匹配壳体孔。阀杆具有第一和第二端以及主体。第一端包括被配置成匹配对应的螺纹过滤器部分的螺纹杆部分。排放阀响应于螺纹杆部分匹配螺纹过滤器部分而闭合，且排放阀响应于螺纹杆部分未匹配螺纹过滤器部分而打开。第二端具有排放出口并且包括用于管的配件。主体具有被设置穿过其中的轴向通道。轴向通道具有沿其至少一部分轴向地设置的分隔件。分隔件将轴向通道分开为出口通道和通气通道。出口通道在第一端处、排放出口处和第一侧通道处打开。通气通道在第一端处闭合、在第二侧通道处打开、在排放出口处打开且在通气侧通道处打开。
【附图说明】
[0010]图1示出根据本专利方面的示例性机器。
[0011]图2是根据本专利方面的所截取的轴向穿过具有处于闭合构型中的排放阀组件的液体过滤器组件的横截面视图。
[0012]图3是根据本专利方面的所截取的轴向穿过具有处于打开构型中的排放阀组件的液体过滤器组件的横截面视图。
[0013]图4是根据本专利方面的阀轴的一部分的放大图。
【具体实施方式】
[0014]图1示出具有配合完成任务的各个系统和部件的示例性机器10。机器10可以体现执行与诸如矿业、建筑业、农业、运输业、发电的行业或本领域中已知的另一中行业相关联的某种类型操作的固定或移动机器。例如，机器10可以是运土机器，诸如挖掘机(图1中所示)、推土机、装载机、反铲挖土机、自动平地机、自倾卸式卡车或另一种运土机器。机器10可以包括被配置成移动作业工具14的器具系统12、用于推进机器10的驱动系统16、电源18。
[0015]在特定示例中，电源18包括被配置成燃烧诸如柴油的燃料的发动机，且此燃料在过滤器壳体组件20处过滤。随着燃料穿过该过滤器壳体组件20，诸如水、杂物等的污垢被滤除并且收集在该过滤器壳体组件20中。这些污垢定期地在排放阀组件22处从过滤器壳体组件20中排出。出于本专利的目的，术语‘流体’将在全文中使用来描述这些污垢、废弃流体或悬浮在流体中的污垢，它们从过滤器壳体组件20内去除。如本文所述，过滤器壳体组件20的实施例的优点是，排放阀组件22被配置成容纳软管以促进收集来自过滤器壳体组件20的流体。过滤器壳体组件20的实施例的另一个优点是，排放阀组件22包括整体式通气孔以便即使附接至软管也仍然促进将流体从过滤器壳体组件20中排出。应注意，虽然全文中做出了将水从燃料中滤除并且分开水和燃料的特定示例，但是各个实施例不限于将水从燃料中滤除并且收集来自燃料中的水，反而包括其中壳体包括排放管的任何合适过滤应用。合适过滤应用的示例包括液压、润滑油、空气或其它这样的过滤系统。另外，排放阀组件22可以用来在从过滤器基部(未示出)中移除壳体30来更换过滤介质(38)38之前去除留在壳体组件20中的静止流体。
[0016]图2是根据本专利方面的所截取的轴向穿过具有处于闭合构型中的排放阀组件22的过滤器壳体组件20的横截面视图。如图2中所示，过滤器壳体组件20包括壳体30、燃料入口 32、燃料出口 34和排放阀组件22。壳体30被配置成保持过滤介质(38)38。一般来说，壳体30可以包括任何合适材料，诸如(例如)金属、塑料、弹性体等。在特定示例中，壳体30主要是形成为圆柱形外壳中并且结合弹性密封件的金属片。在另一个特定示例中，壳体30是随后被碾磨有机械加工表面和/或随后添加有弹性密封件的铸造金属外壳。
[0017]燃料入口32被设置在壳体30中并且被配置成将燃料引导至过滤介质(38)38的第一侧。在所示示例中，燃料入口32实际上是以通常为本领域技术人员所已知的方式设置在壳体30的顶部周围的一系列开口。如由指示燃料流的箭头所示，燃料被引导朝向壳体30的周边并且接着穿过滤介质(38)38而朝向内部腔室40。此后，燃料流出燃料出口 34。燃料出口34被设置在壳体30中并且被配置成将接收来自过滤介质(38) 38的第二侧的燃料。燃料出口34包括螺纹部分42，其被配置成匹配图1中所示的电源18的燃料系统上的对应螺纹接头。为了防止或减少燃料系统与过滤器壳体组件20之间的泄漏，壳体30包括被设置在燃料入口 32周围的弹性垫圈44。
[0018]排放阀组件22被设置在壳体30的下部处以从壳体30中排出与燃料分开的流体。排放阀组件22包括壳体孔46和阀杆48。壳体孔46由圆柱形壁50界定并且穿过壳体30。此圆柱形壁50足够光滑并且足够长以在阀杆48从闭合位置至打开位置的行程中利用设置在阀杆48上的下密封件52滑动地密封。下密封件52包括任何合适类型的密封件，诸如(例如)摩擦配合、O形环密封件等。在特定示例中，下密封件52包括被设置在阀杆48周围并且尺寸被设定成容纳弹性O形环56的环形凹槽54。
[0019]阀杆48的尺寸通常被设定成以相对紧密容限匹配壳体孔46，同时允许阀杆48在壳体孔46内的旋转和/或滑动运动。阀杆48具有第一端58、第二端60和主体62。第一端58被设置在壳体30内并且包括诸如‘球和棘爪卡件’的卡件或锁闩或者摩擦配件或者其它这样的装置以选择性地将阀杆38保持在打开或闭合位置中。在特定示例中，第一端58包括螺纹杆部分64，其被配置成匹配相应的螺纹过滤器部分66。排放阀组件22在图2中示出为处于闭合位置中。一般来说，闭合位置密封排放阀组件22以允许过滤器壳体组件20的正常过滤操作以及图1中所示的电源18的操作。此密封构型可以任何合适方式完成。在图2中所示的特定示例中，闭合位置响应于螺纹杆部分64匹配螺纹过滤器部分66(例如，螺合至螺纹过滤器部分66中)而完成。除螺纹的匹配外，上密封件70可以被配置成减少或停止闭合构型中时的流体流。同样，此上密封件可以任何合适方式完成。在所示的特定示例中，环形凹槽72的尺寸被设定成容纳弹性O形环74，且O形环74被配置成当压缩在环形凹槽72与密封表面76之间时形成密封件。
[0020]图3是根据本专利方面的所截取的轴向穿过具有处于打开构型中的排放阀组件22的过滤器壳体组件20的横截面视图。如图3中所示，排放阀组件22响应于螺纹杆部分64未匹配螺纹过滤器部分66而打开。为了打开排放阀组件22，阀杆48可以经由用户或其它检修技师旋转旋钮80来旋转。旋钮80被贴附至阀杆48。
[0021]一旦排放阀组件22打开，打开壳体30内部与外部之间用于释放流体和使空气进入的一系列通道。这些开口包括被设置在第二端60的端部处的排放出口 82。为了促进收集流体以及附带的大量燃料，排放出口82包括用于管86的配件84。就这一点而言，过滤器壳体组件20通常被设置在机器10的主体内并且相对接近图1中所示的电源18。为了防止来自排放出口 82的流体溢出至机器10中或电源18上，管86可以被装配至配件84并且伸长至诸如废弃物容器的期望位置。为了帮助将管86固定至配件84，配件84可以包括一个或多个倒钩88或者诸如脊部、凹槽等其它这样的结构。
[0022]接下来，主体62具有被设置穿过其中的轴向通道90。轴向通道90具有沿其至少一部分轴向地设置的分隔件92。分隔件92将轴向通道90分开为出口通道94和通气通道96。在各个示例中，分隔件92延伸轴向通道90的整个长度或轴向通道90的部分长度。在所示的特定示例中，分隔件92延伸轴向通道90的部分长度并且停止于配件84的起点周围。然而，一般来说，分隔件92的确延伸经过通气侧通道100和轴向通道90。此通气侧通道100被配置成允许空气进入通气通道96中，同时减少或防止流体离开通气侧通道。此通气侧通道100不同于排放出口82是一种优点，因为将管86装配至配件84原本可以减小通气气体返回向上行进穿过排放出口 82的能力。
[0023]接下来，出口通道94在被设置于第一端58处的入口102处、排放出口82处和第一侧通道104处打开。通气通道96在第一端58处闭合以帮助经由第二侧通道106将通气气体流引导至壳体30中，如由多个空气流动箭头108所示的那样。通气通道96也在排放出口82和通气侧通道100处打开。在操作中，经由旋钮80拧开阀杆48将螺纹杆部分64从螺纹过滤器部分66中旋出。随着阀杆48从壳体30向下或向外移动，上密封件70打开，且第一侧通道104和第二侧通道106向下吸入至壳体30中的下部中，在所述下部中流体被收集。重力作用以促使流体进入第一侧通道104和第二侧通道106中，且少量真空压力接着将空气吸入至通气侧通道100中、向上经过通气通道96并流出第二侧通道106而进入壳体30中，如由空气流动箭头108所示的那样。更换的通气空气接着允许流体继续流入第一通道104中、向下经过出口通道94并流出排放出口 82，如由多个流体流动箭头110所示的那样。应注意，如果通气气体可从排放出口 82向上吸入，那么此通气气体沿通气通道96向上吸入，如由空气流动箭头112所示的那样。另外，在任何时候且具体在接近排放过程结束时，第二侧通道106和通气通道96可用于排放流体。通气通道96的此双重功能性响应于更换流出流体所需要的通气气体的量而自动调整，并且提高了流体离开壳体30的效率。
[0024]图4是根据本专利方面的阀杆48的一部分的放大图。如图4中所示，通气侧通道100可以包括多个通气侧通道100。多个通气侧通道100相对较小是一种优点。在各个实施例中，每个通气侧通道100的尺寸被选择成最小化流体通过通气侧通道100从通气通道96中流出。例如，通气侧通道100各自均并非如此小以经由毛细作用将流体从通气通道96中带走，但是却足够小到具有流体的表面张力以产生对流体从通气通道96进入通气侧通道100的阻碍。因而，通气侧通道100的尺寸被选择成阻止流体离开通气侧通道100。通气侧通道100的数量是基于意欲允许足够多的通气空气进入壳体中的总横截面面积而选择。因而，通气侧通道100的数量可以根据各种因素(诸如(例如)壳体30中的容积、出口通道94的横截面面积、经验数据等)而改变。在所示的特定示例中，四个通气侧通道100已被确定为提供足够多的通气气体。然而，在其它示例中，可以包括一个、两个、三个、五个或更多个通气侧通道100。
[0025]工业实用性
[0026]本专利可以适用于包括具有排放管的流体过滤器壳体组件的任何机器。所公开的过滤器壳体组件的各个方面可以促使便于使用、收集流体的更大能力、操作灵活性和一般流体过滤器壳体组件且具体燃料系统的性能。
[0027]
【申请人】已发现:从排放出口吸入通气气体的常规方法一般来说并未提供足够多的通气并且尤其难以使用软管来收集流体。
[0028]根据图3中所示的本专利的方面，通气气体可以经由通气侧通道100以及排放出口82进入通气通道96。这些通气气体经由不同入口的相应进入基于离开壳体30的流体量而自动调整。这些通气气体经由不同入口的相应进入还可以基于管86是否贴附至配件84而自动调整，且如果是，那么还可以基于管86是否足够大到使通气气体存在于管86中而自动调整。
[0029]根据图3中所示的本发明的方面，流体可以经由出口通道94和/或通气通道96离开壳体30。这些流体从出口通道94和/或通气通道96中的相应流出基于离开壳体30的流体量和壳体30内的液面上空间而自动调整。即，当壳体30中存在足够多的液面上空间且从壳体30中流出的流体相对较低时，流体可以从出口通道94和通气通道96这两者中离开，且这提高了此终端流体离开壳体30的效率。同样，此自动调整流动可以基于管86是否贴附至配件84以及管86的直径而自动调整。
[0030]因此，本专利的各方面实现了便于使用过滤器壳体组件中的排放管、收集流体的更大能力、操作灵活性和一般流体过滤器壳体组件且具体燃料系统的性能。
[0031]将理解的是，前述描述提供了所公开系统和技术的示例。然而，预期本专利的其它实施方案在细节上可以不同于前述示例。对本专利或其示例的所有参考旨在参考在该点所讨论的特定示例，而不是旨在暗示更一般的对本专利范围的任何限制。除非另有指示，否则所有关于某些特征的区别和贬低的语言旨在指示所述特征并非优选的，而不是将所述特征从本专利的范围中完全排除。
[0032]除非本文另有指示，否则本文对值范围的叙述仅仅旨在用作分别提及落入所述范围内的每个独立值的速记方法，并且每个独立值并入在说明书中，如同在本文中分别叙述一样。除非本文另有指示或者上下文另外清楚地否定，否则本文所描述的所有方法可以任何合适的顺序执行。
[0033]在本专利中，除非另有规定，否则相同参考标号是指本文的类似元件。
【主权项】
1.一种阀杆(48)，其包括: 阀杆(48)，其尺寸被设定成匹配所述壳体(30)孔，所述阀杆(48)具有: 第一端(58)，其包括被配置成匹配对应的螺纹过滤器部分的螺纹杆部分(64)，其中所述排放阀响应于所述螺纹杆部分(64)匹配所述螺纹过滤器部分而闭合，且所述排放阀响应于所述螺纹杆部分(64)未匹配所述螺纹过滤器部分而打开； 第二端(60)，其具有排放出口(82)并且包括用于管(86)的配件(84);以及主体(62)，其具有被设置穿过其中的轴向通道(90)，所述轴向通道(90)具有沿其至少一部分轴向地设置的分隔件(92)，所述分隔件(92)将所述轴向通道(90)分开成出口通道(94)和通气通道(96)，所述出口通道(94)在所述第一端(58)处、所述排放出口(82)处和第一侧通道(104)处打开，所述通气通道(96)在所述第一端(58)处闭合并且在第二侧通道(106)处打开、在所述排放出口(82)处打开，并且在通气侧通道(100)处打开。2.根据权利要求1所述的阀杆(48)，其进一步包括: 旋钮(80)，其设置在所述主体(62)周围且靠近所述配件(84)。3.根据权利要求1所述的阀杆(48)，其进一步包括: 第一密封件，其用于响应于所述螺纹杆部分(64)匹配所述螺纹过滤器部分而靠近所述螺纹过滤器部分密封所述第一端(58)，所述第一密封件包括: 第一凹槽，其靠近并且低于所述第一侧通道(104)和第二侧通道(106)环状地设置在所述主体(62)周围； 第一O形环(74)，其安置于所述第一凹槽内。4.根据权利要求3所述的阀杆(48)，其进一步包括: 第二密封件，其用于在由圆柱形壁(50)界定且穿过过滤器壳体组件(20)的壳体(30)的壳体(30)孔内滑动地密封所述主体(62)，所述第二密封件包括: 第二凹槽，其靠近并且高于所述通气通道(96)环状地设置在所述主体(62)周围； 第二O形环(74)，其安置于所述第二凹槽内。5.根据权利要求1所述的阀杆(48)，其进一步包括: 向外突出的止动件，其环状地设置在所述主体(62)周围，以防止所述阀杆(48)从所述壳体(30)孔中滑出。6.根据权利要求1所述的阀杆(48)，其中所述侧通气通道(96)包括多个侧通气通道(96)，所述多个侧通气通道(96)中的每一个侧通气通道(96)小于所述通气通道(96)的横截面面积的四分之一。7.—种用于从燃料中分离水的过滤器壳体组件(20)，所述过滤器壳体组件(20)包括: 壳体(30)，其被配置成保持过滤介质(38); 燃料入口(32)，其设置在所述壳体(30)中，并且被配置成将所述燃料引导至所述过滤介质(38)的第一侧； 燃料出口(34)，其设置在所述壳体(30)中，并且被配置成接收来自所述过滤介质(38)的第二侧的所述燃料;以及 排放阀组件(22)，其设置在所述壳体(30)的下部，用于将从燃料中分离出的水从所述壳体(30)中排出，所述排放阀组件(22)包括: 壳体(30)孔，其由圆柱形壁(50)界定且穿过所述壳体(30);以及 阀杆(48)，其尺寸被设定成匹配所述壳体(30)孔，所述阀杆(48)具有: 第一端(58)，其包括被配置成匹配对应的螺纹过滤器部分的螺纹杆部分(64)，其中所述排放阀响应于所述螺纹杆部分(64)匹配所述螺纹过滤器部分而闭合，且所述排放阀响应于所述螺纹杆部分(64)未匹配所述螺纹过滤器部分而打开； 第二端(60)，其具有排放出口(82)并且包括用于管(86)的配件(84);以及主体(62)，其具有被设置穿过其中的轴向通道(90)，所述轴向通道(90)具有沿其至少一部分轴向地设置的分隔件(92)，所述分隔件(92)将所述轴向通道(90)分开成出口通道(94)和通气通道(96)，所述出口通道(94)在所述第一端(58)处、所述排放出口(82)处和第一侧通道(104)处打开，所述通气通道(96)在所述第一端(58)处闭合并且在第二侧通道(106)处打开、在所述排放出口(82)处打开，并且在通气侧通道(100)处打开。8.根据权利要求7所述的过滤器壳体组件(20)，其进一步包括: 旋钮(80)，其设置在所述主体(62)周围且靠近所述配件(84)。9.根据权利要求7所述的过滤器壳体组件(20)，其进一步包括: 第一密封件，其用于响应于所述螺纹杆部分(64)匹配所述螺纹过滤器部分而靠近所述螺纹过滤器部分密封所述第一端(58)，所述第一密封件包括: 第一凹槽，其靠近并且低于所述第一侧通道(104)和第二侧通道(106)环状地设置在所述主体(62)周围； 第一O形环(74)，其安置于所述第一凹槽内； 第二密封件，其用于在由圆柱形壁(50)界定且穿过过滤器壳体组件(20)的壳体(30)的壳体(30)孔内滑动地密封所述主体(62)，所述第二密封件包括: 第二凹槽，其靠近并且高于所述通气通道(96)环状地设置在所述主体(62)周围； 第二O形环(74)，其安置于所述第二凹槽内。10.根据权利要求1所述的过滤器壳体组件(20)，其中所述侧通气通道(96)包括多个侧通气通道(96)，所述多个侧通气通道(96)中的每一个侧通气通道(96)小于所述通气通道(96)的横截面面积的四分之一。
【文档编号】B01D35/16GK105899270SQ201580004222
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月13日
【发明人】M·T·阿洛特, D·莫尔豪斯, J·L·西利
【申请人】卡特彼勒公司