具有内锁环的过滤器滤筒的制作方法

背景技术：

本公开涉及过滤器，且更特别地，涉及在燃料供给系统中使用的过滤器滤筒。

在燃料中可发现大量污染物，如水和各种磨料颗粒。为了去除污染物并防止对脆弱发动机部件的损伤，燃料供给系统可包括被配置为从燃料供给中去除水和污染物的一个或多个过滤器组件。过滤器组件可包括可去除的过滤器滤筒或者限定出燃料流动路径的其他元件，燃料流动路径穿过一个或多个过滤介质，以在燃料输送到脆弱的发动机系统之前去除颗粒并将水从燃料中分离。过滤器滤筒或者元件被配置为使得可以根据维修计划或者需要来替换过滤器滤筒。

实际上，燃料过滤要求基于如下情况而不同：内燃发动机的类型和制作；所采用发动机的特定应用；发动机运行的气候；和/或与燃料供给质量有关的地域特性。适于在特定过滤系统中使用的可替换过滤器部件通常根据容量、流体相容性、水分离以及过滤效率而不同。

传统的燃料过滤器可利用多种配置中的任意一种以将过滤器滤筒保持在过滤器盖中。过滤器滤筒和过滤器盖可直接在过滤器滤筒的外径处配合。可替代地，过滤器滤筒可以通过围绕过滤器滤筒外径的外环而固定到过滤器盖。

过滤器滤筒和过滤器盖之间的连接需要经受振动、冲击和相对较高的内部压力，同时适应代表现代燃料供给系统的增加的燃料体积和循环压力变化。

在保证过滤系统性能中重复发生的一个问题在过滤器滤筒和过滤器盖的连接中会遇到。紧迫的是，替换滤筒能与燃料系统的过滤要求兼容。一些替换滤筒被配置为在最外直径处接合过滤器盖。滤筒或者直接连接到过滤器盖，或者通过在滤筒的最外直径上滑动的分离环而间接连接到过滤器盖。这种外周接合可径向限制替换滤筒的直径，可以限制容纳在其中的过滤介质的尺寸和所导致的过滤容量。

在本领域中需要这样的过滤器滤筒，其不受到与过滤器盖接合的径向限制，并可在多种之前设计的过滤器盖中使用。

技术实现要素：

所公开过滤器滤筒的一个实施方式包括整合到过滤器滤筒中的锁环，该过滤器滤筒被配置为容纳过滤器盖的配合环形部。

过滤器组件包括过滤器盖，该过滤器盖限定了用于接收过滤器滤筒的连通端部的接收器，并可包括用于保持所接收的滤筒的接合结构。当适当地接收在过滤器盖中时，过滤器滤筒的所述连通端部接收从所述盖突出的燃料入口/出口导管。燃料被引导通过容纳在所述滤筒内的过滤介质，并且清洁的燃料被送到发动机。

本公开涉及的过滤器滤筒整合了可采取锁环形式的向内指向的接合特征。所述锁环的一种优选形式通过过盈配合在所述过滤器滤筒的所述连通端部处安装于环形空间内。所述环形空间包括与盖部连通的至少一个接合结构。在所公开过滤器滤筒的另一个实施方式中，所述锁环沿着其外边缘被机械地卷曲到所述过滤器滤筒的内边缘。所述锁环可通过螺纹或者卡口连接系统等接合所述过滤器盖。

本发明包括一种过滤器滤筒，该过滤器滤筒包括：第一壳体区段和第二壳体区段，所述第一壳体区段和所述第二壳体区段在外周肩部处结合以限定内部空间。所述第一壳体区段包括径向间隔的内侧壁和外侧壁，所述内侧壁和所述外侧壁通过第一过渡部连接，以限定出靠近所述过滤器滤筒的第一端的环形空间。所述内侧壁从所述第一过渡部处的第一端延伸到第二过渡部处的第二端，所述第二过渡部从所述内侧壁径向向内地延伸以在所述第一壳体区段中限定出轴向开口。所述第二壳体部径向地围绕所述第一壳体部并结合到所述第一壳体部。具有第一端帽和第二端帽的过滤器元件被固定到过滤介质的环形环的相对轴向端部。所述第一端帽限定与过滤介质的环所围绕的中心区域连通的流体流动开口。锁环在所述环形空间内被固定到壳体。所述锁环包括位于所述环形空间内的至少一个接合结构。

所述锁环可被固定到所述外侧壁的内表面，并可具有包括所述至少一个接合结构的内表面。所述至少一个接合结构可从所述锁环的内表面径向向内地突出。所述第一壳体区段的外侧壁可具有第一直径d1，所述内侧壁具有第二直径d2，d2可比d1小，并且所述环形空间可具有径向尺寸x，x至少约为d1的10％。可替代地，所述第一壳体区段的外侧壁具有第一直径d1，所述内侧壁具有第二直径d2，并且d2可约为d1的70％。所述第一过渡部可以为将所述外侧壁连接到所述内侧壁的环形的u形弯曲部。所述第一过渡部的u形弯曲部可以由绕所述环形空间中的点旋转的曲率半径来限定。

所述第二过渡部的大部分可由绕被所述第一壳体部和第二壳体部限定的所述内部空间内的点旋转的曲率半径来限定。所述第二过渡部可在围绕所述轴向开口的径向向外突出的唇缘处终止。上端帽可包括轴向延伸的指部，所述轴向延伸的指部具有接合到围绕所述轴向开口的唇缘的向内突出的齿，由此在壳体内支撑所述过滤器元件。所述第一壳体区段可具有第一高度y1，且所述过滤器滤筒可具有第二高度y2，并且y1可约为y2的20％。可替代地，所述第一壳体区段可具有第一高度y1，所述第一高度y1在由所述第一过渡部限定的所述环形空间的最低点处的槽与结合所述第一壳体部和第二壳体部的辊缝之间。在另一种替代中，所述第一壳体区段可具有第三高度y3，所述第三高度y3在由所述第一过渡部限定的所述环形空间的最低点处的槽与所述第二过渡部的最高点处的峰之间，并且y1约为y3的90％。

本公开的目的在于为过滤器滤筒提供新的改进连接系统，该连接系统提供了与过滤器盖的有效连接，而滤筒的半径不受该连接系统的径向限制。本公开的其他目标和优势将会从说明书和附图中变得清楚。

附图说明

对于本领域技术人员来说，通过参考附图会更好地了解本公开，并将清楚其多个目标和优势，其中：

图1为根据本公开整合有锁定环的过滤器滤筒的第一实施方式的纵向截面图；

图2为过滤器滤筒和图1中锁环之间的连接的放大视图；

图3为过滤器组件的放大截面立体图，其包括过滤器盖和根据本公开的整合有锁环系统的过滤器滤筒。

具体实施方式

参考附图，其中所有这些附图中相同的附图标记表示相似的部分，根据本公开过滤器滤筒10整合有锁环12。

图1为穿过过滤器滤筒10和锁环12的截面图。过滤器滤筒包括第一壳体区段14，第一壳体区段14沿着外周边缘18结合到第二壳体区段16以形成内部空间66。内部空间66包括支撑在过滤器滤筒10内的过滤器元件20。绕过滤器滤筒的纵向轴线a-a，上索环22围绕燃料入口24，而下索环40围绕燃料出口42。第一壳体区段14和上端帽48接收同轴导管51、52(见图3)，以输送未过滤流体并从过滤器滤筒10回收过滤后流体。

图2示出了过滤器滤筒10和锁环12之间的连接的放大视图。第一壳体区段14包括外侧壁26、第一过渡部28、内侧壁30以及第二过渡部32。外侧壁26、第一过渡部28和内侧壁30形成了过滤器滤筒中的环形空间19，以允许在外周边缘18内部接收锁环12。在所示实施方式中，第一过渡部28基本上由半径r2限定，对着钝角并绕环形空间19内的点旋转。第一过渡部28绕纵向轴线a-a旋转以限定凹的三维环面。在所示实施方式中，第二过渡部32基本上由半径r1限定，对着钝角并绕内部空间66内的点旋转。第二过渡部32绕纵向轴线a-a旋转以限定凸的三维环面。所示实施方式允许第一壳体区段14由单个连续材料片材构成。

在图1所示的一个实施方式中，环形空间19的宽度x约为滤筒直径d1的10％。更宽的环形空间19会导致更少的内部空间66，但是可能是必要的，这取决于过滤器盖。上述环形空间19允许锁环12接合第二壳体区段16的外周边缘18内部的过滤器盖38。在环形空间19内的接合允许过滤器滤筒10在径向上延伸超过外周边缘18。

参考图1，第一壳体区段14的高度相对于滤筒10的高度可不同。在一个实施方式中，第一壳体区段的第一高度y1约等于第一壳体区段的第三高度y3。在另一个实施方式中，第一壳体区段的第一高度y1约为第一壳体区段的第三高度y3的90％。在另一个实施方式中，第一壳体区段的第一高度y1可以约为过滤器滤筒高度y2的20％。

在图3最清楚示出的实施方式中，锁环12优选地具有内表面34和外表面36。内表面34被配置为接合过滤器盖38的互补环形部分。过滤器盖38具有环形的向下突出的裙部71，裙部71包括向外突出的接合结构70。锁环12的内表面34包括与向外突出的接合结构70互补的向内突出的接合结构68。这些互补的接合结构被配置为使得，当滤筒沿第一方向旋转时锁环12接合过滤器盖38，并且当滤筒在与第一方向相反的第二方向上旋转时脱离接合。这些互补的接合结构可包括螺纹或者卡口连接器系统等。裙部71具有与过滤器滤筒10中的环形空间19互补的配置，以允许在外周边缘18内部接收裙部71。

参考图1，过滤介质44的连续环在过滤器元件20的第一(上)和第二(下)端帽(分别是48和50)之间延伸。过滤介质44可由纤维素纸或者任意其他可渗透纤维材料构成。如图1和图2所示，上端帽48将过滤器元件20机械地连接到过滤器滤筒10。上端帽48围绕绕着纵向轴线a-a的燃料出口42。燃料出口42被配置为接收器，以接收图3所示的燃料出口导管52，因此允许过滤后的燃料排出过滤器滤筒10。

如图1和图2所示，过滤器元件保持臂54在燃料出口42的周界处从上端帽48轴向地突出，并将第一壳体区段14保持在环形唇缘60处。成套的过滤器元件保持臂54在与过滤器滤筒的纵向轴线a-a同轴的圆中围绕燃料出口42。取决于过滤环境内的压力，过滤器元件保持臂54的特性可适于确保更稳固的连接。如本领域技术人员将理解的，增加臂54的宽度、增加臂54的厚度或者增加臂54的数量将会增加臂能施加到环形唇缘60上的保持力。

过滤器元件保持倒钩56从过滤器元件保持臂54的终端向内径向地突出。在图2所示的实施方式中，倒钩具有朝着第一壳体区段14的环形唇缘60取向的接合斜面58。从臂54的终端前进并朝着上端帽48移动，倒钩56在沿着接合斜面58行进的同时使宽度增加。在接合斜面58的最靠近上端帽48的端部处，倒钩56在保持凸缘62中终止。附图中所示的凸缘62是从臂54的表面朝着靠近接合斜面58的轴线a-a径向地突出的平坦表面。与臂54一样，过滤器滤筒10的凸缘62和环形唇缘60的特性可以改变，为滤筒10提供更稳固的连接。例如，增加凸缘62的长度以及环形唇缘60的径向宽度将会增加倒钩56施加到环形唇缘60上的保持力。

在一个实施方式中，倒钩56可位于保持臂54的表面上，而保持臂54朝向过滤器滤筒10的纵向轴线a-a取向。因此，在图1至图3的配置中，凸缘62朝着过滤器滤筒10的纵向轴线a-a径向地突出。在替代实施方式中，倒钩56位于臂54的远离滤筒纵向轴线a-a取向的表面(未示出)上。

如图1和图2所示，多个支撑肋64从过滤器元件保持臂54径向地延伸。支撑肋64连接到臂54的背离燃料出口42的表面，并提供偏压力以帮助将过滤器元件20保持在过滤器滤筒10内。在图1和图2所示的实施方式中，支撑肋施加力以加强臂。此外，在肋64从臂54延伸到上端帽48的周界的一个实施方式中，肋64确保上端帽48在第一壳体区段14内居中。通过延伸超过上端帽48的周界，肋64在安装好时抵接第一壳体区段14，这可防止上端帽48在过滤器滤筒10的壳体内从一侧移动到另一侧。

在一个实施方式中，肋64还用来限定多个燃料流动通路。例如，在图1中，肋64延伸经过上端帽48的周界并抵接第一壳体区段14的内表面。在周界处，肋64从上端帽48轴向地升起，在过滤器滤筒的上端帽48和第一壳体区段14之间生成间隙。肋64限定了横跨上端帽48沿径向向外延伸的燃料流动路径。

现在将对穿过过滤器滤筒10的流体流进行描述，燃料流用箭头表示。在图1和图3所示的过滤器滤筒的实施方式中，未过滤燃料从盖38穿过燃料入口24进入滤筒。导管51和52分别被接收在索环22和40中，以限定出燃料进入滤筒并且清洁燃料离开滤筒的独立流动路径。燃料沿径向流经上端帽48，穿过过滤器元件保持臂54中的间隙，并绕着上端帽48的周界。在绕着周界流动之后，燃料沿径向向内流经过滤介质44，并沿轴向朝着燃料出口导管52流动。然后，燃料流经燃料出口42离开盖38。