过滤器元件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种过滤器元件(12)。该过滤器元件(12)可以包括围绕该过滤器元件(12)的纵轴线(24)周向地和沿着该纵轴线纵向地延伸的过滤介质(22)。该过滤器元件(12)还可以包括附装至该过滤介质(22)并被配置成用于定位该过滤器元件(12)的导向结构(40)。该导向结构(40)包括轴向横截面，该轴向横截面包括至少一种非圆形结构特征或关于纵轴线(24)的不对称结构特征。
【专利说明】过滤器元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及过滤器元件，更特别地涉及用于定位过滤器元件的安装结构和/或导向结构。
【背景技术】
[0002]许多系统包括用于过滤流体的过滤器元件。这些系统可以包括用于定位过滤器元件的安装结构和/或导向结构。安装和/或导向结构可以在安装过滤器元件的过程中和/或在过滤器元件已被安装之后用于定位过滤器元件。
[0003]属于Wieczorek等人的已公开的美国专利申请N0.2008/0308481 (’ 481申请)公开了一种流体过滤器。’ 481申请的流体过滤器包括过滤器头部、外壳和具有端板的过滤器元件。过滤器头部包括延伸至外壳中的中心管。在’481申请的系统中，端板附装至过滤器元件的相对端。该端板具有与中心管的外部环形表面接合的环形表面，以在中心管上定位过滤器元件。
【发明内容】
[0004]所公开的一个实施例涉及一种过滤器元件。该过滤器元件可以包括围绕过滤器元件的纵轴线周向地和沿着该过滤器元件的纵轴线纵向地延伸的过滤介质。该过滤器元件还可以包括导向结构，该导向结构附装至过滤介质且配置成用于定位过滤器元件。该导向结构可以包括轴向横截面，该轴向横截面包括至少一种非圆形结构特征(feature)或关于纵轴线的不对称结构特征。
[0005]另一实施例涉及一种过滤器元件。该过滤器元件可以包括围绕过滤器元件的纵轴线周向地和沿着该过滤器元件的纵轴线纵向地延伸的过滤介质。该过滤器元件还可以包括导向结构，该导向结构附装至过滤介质且配置成用于定位过滤器元件。该导向结构可以包括关于纵轴线径向延伸的第一凸起或凹部。该导向结构还可以包括关于纵轴线径向延伸的第二凸起或凹部，第二凸起或凹部围绕纵轴线周向地与第一凸起或凹部间隔开。
[0006]所公开的再一实施例涉及一种过滤器组件。该过滤器组件可以包括过滤器元件。该过滤器元件可以包括围绕过滤器元件的纵轴线周向地和沿着该过滤器元件的纵轴线纵向地延伸的过滤介质。该过滤器元件还可以包括第一导向结构，该第一导向结构附装至过滤介质且配置成用于定位过滤器兀件。该第一导向结构可以包括第一轴向横截面，该第一轴向横截面包括至少一种非圆形结构特征或关于纵轴线的不对称结构特征。该过滤器组件还可以包括具有第二导向结构的安装结构，该第二导向结构包括第二轴向横截面，该第二轴向横截面包括与所述第一导向结构的所述第一轴向横截面的所述至少一种非圆形结构特征或不对称结构特征对齐的至少一种非圆形结构特征或不对称结构特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1A示出了根据本发明的过滤器组件的一实施例的纵向剖视图；
[0008]图1B示出了图1A的过滤器组件的另一纵向剖视图；
[0009]图2A提供了根据本发明的中心管的一实施例的透视图；
[0010]图2B提供了图2A中所示中心管的一实施例的侧视图；
[0011]图2C是穿过图2B的线2C-2C的轴向剖视图；
[0012]图2D是穿过图2B的线2D-2D的轴向剖视图；
[0013]图3A是根据本发明的过滤器元件的一实施例的侧视图；
[0014]图3B是图3A的过滤器元件从一角度的透视图；
[0015]图3C是图3A的过滤器元件从另一角度的透视图；
[0016]图3D是图3A的过滤器元件从顶部的端视图；
[0017]图3E是图3A的过滤器元件从底部的端视图；
[0018]图4A是图3A-3E的过滤器元件在部分地装配到图2A-2D的中心管上时的侧视图；
[0019]图4B是穿过图4A的线4B-4B的轴向剖视图；
[0020]图5A是根据图3A-3E的过滤器元件在完全装配到图2A-2D的中心管上时的侧视图；
[0021]图5B是根据图3A-3E的过滤器元件在完全装配到图2A-2D的中心管上时从顶部看去的端视图；
[0022]图5C是穿过图5B的线5C-5C的纵向剖视图，示出了图3A-3E的过滤器元件完全装配到图2A-2D的中心管上；
[0023]图是穿过图5A的线OT-5D的轴向剖视图；
[0024]图5E是穿过图5A的线5E-5E的轴向剖视图；
[0025]图5F是穿过图5A的线5F-5F的轴向剖视图；和
[0026]图6是图3A-3E的过滤器元件在完全装配到图2A-2D的中心管上时的底部的透视图。
【具体实施方式】
[0027]图1A和IB示出了根据本发明的过滤器组件10。过滤器组件10可以包括过滤器元件12和用于支承过滤器元件12的结构。用于支承过滤器元件12的结构可以包括例如头部16、中心管18和壳筒/封壳20。
[0028]过滤器元件12可以包括围绕着该过滤器元件12的纵轴线24周向地和沿着该过滤器元件12的纵轴线24纵向地延伸的过滤介质22。相应地，通道26可以沿着纵轴线24在过滤介质22内部延伸。过滤介质22可以包括配置成用于过滤流经其中的流体的任何材料。在一些实施例中，过滤介质22可以包括纤维素材料、纺丝聚酯、微型玻璃纤维或任何其它过滤材料。过滤介质22可以包括单层过滤材料，诸如纤维素过滤材料。可选择地，过滤介质22可以包括整体构成的多层过滤材料。例如，过滤介质22可以包括纤维素材料的基部并具有熔喷聚酯的涂层。过滤介质22可以具有多种形状。在一些实施例中，过滤介质22可以是被折成围绕纵轴线24间隔开的纵向褶板(即，折痕平行于纵轴线24延伸的褶板)的片材。
[0029]除过滤介质22之外，过滤器元件12可以包括多个其它结构。例如，过滤器元件12可以包括与过滤介质22的轴向端部邻近的端盖28、30。端盖28、30可以具有多种形状。在一些实施例中，每个端盖28、30可以具有大体上环形的形状，其围绕纵轴线24延伸。过滤器元件12可以具有或不具有一个或多个穿过端盖28、30的开口。在附图所示的示例中，端盖28、30分别包括中心开口 32、34，纵轴线24穿过该中心开口 32、34延伸。为了便于讨论，与端盖28邻近的区域可以被认为是顶部区域，与端盖30邻近的区域可以被认为是底部区域，尽管这些术语的使用不意在对过滤器组件10的任何部分的实际的竖直取向构成限制。
[0030]端盖28、30可以由多种材料构成并以多种方式附装至过滤介质22。在一些实施例中，端盖28、30可以由诸如塑料的刚性材料构成。端盖28、30可以直接或间接地附装至过滤介质22。在一些实施例中，端盖28、30的轴向内表面可以直接附装至过滤介质22。这可以通过将过滤介质22的轴向端部胶合至端盖28、30、将过滤介质22的轴向端部嵌插到端盖28,30中、或通过将过滤介质22附接至端盖28、30的任何其它适当方式实现。
[0031]除过滤介质22和端盖28、30之外，过滤器元件12还可以包括多个其它结构和/或部件。例如，过滤器元件12可以在过滤介质22的内侧或外侧包括其它过滤介质层。类似地，过滤器元件12可以在过滤介质22的内侧或外侧和/或过滤器元件12可能包括的任何其它过滤介质层的内侧或外侧包括多个类型的增强结构。
[0032]过滤器元件12可以包括安装结构36，该安装结构36被配置成由过滤器组件10的其它部件的安装结构38支承过滤器元件12。安装结构36和安装结构38可以分别包括导向结构40和导向结构42，该导向结构40、42相互接合，以在装配期间和/或在过滤器组件10装配好的状态下引导和/或定位过滤器元件12。如下文更详细地描述的，导向结构40和导向结构42还可以包括用于密封它们之间的一个或多个界面的结构设施(provis1n),以便保证流体不会通过导向结构40和导向结构42之间的界面绕流过过滤介质22。过滤器元件12的多个部分可以构成安装结构36和导向结构40。在一些实施例中，端盖28、30可以构成安装结构36和导向结构40。
[0033]安装结构38和导向结构42可以包括过滤器组件10的多个其它部件。在一些实施例中，安装结构38和导向结构42可以包括中心管18的部分和头部16的部分。当过滤器组件10处在如图1A和IB中所示的装配好的状态时，中心管18可以沿着纵轴线24通过端盖30的中心开口 34和通道26延伸到端盖28的中心开口 32中。头部16的环形壁41可以构成导向结构42的一部分，构成中心开口 32的端盖28的部分可以构成导向结构40的对应部分。中心开口 32的内表面的一部分可以与环形壁41的外表面对准，以相对于头部16定位端盖28。在中心管18上形成的导向结构42的部分可以类似地与在过滤器元件12的端盖28、30上形成的导向结构40接合，以相对于中心管18定位过滤器元件12。导向结构40、42的结构的细节以及它们如何相互接合将在下文更详细地讨论。
[0034]在端盖28、30之间位于过滤介质22内部的中心管18的部分可以包括大体上圆柱形的壁44，壁44围绕纵轴线24周向地且沿着纵轴线24纵向地延伸。壁44可以包括开口46，流体可以穿过开口 46在壁44的径向外侧空间和壁44的径向内侧空间之间穿行。壁44的一端47可以包括开口 48，流体可以穿过开口 48流动。壁44的相对端50可以被密封。
[0035]中心管18可以具有多个用于将其连接至过滤器组件10的其它结构的结构设施。在一些实施例中，中心管18可以具有从封闭端50向外延伸的安装凸起52。安装凸起52在其外表面上可以具有螺纹，该螺纹根据需求可以是右旋螺纹或左旋螺纹。
[0036]过滤器组件10的多个其它部件可以连接至中心管18的安装凸起52。在一些实施例中，壳筒20可以包括接纳安装凸起52的安装凹部54。安装凹部54可以包括与安装凸起52上的外螺纹接合的内螺纹。安装凹部54可以在壳筒20的端壁56中形成。
[0037]除端壁56之外，壳筒20可以包括侧壁58。端壁56可以大体上径向地关于纵轴线24向外延伸。侧壁58可以连接至端壁56的径向外侧部分。侧壁58可以围绕纵轴线24周向地且沿着纵轴线24纵向地延伸至与端壁56相对的开放端60。侧壁58可以围绕过滤器元件12，在过滤介质22和侧壁58之间具有环形空间62。侧壁58在开放端60处的部分可以接合头部16。
[0038]头部16可以具有多个用于接合侧壁58的结构设施。在一些实施例中，头部16可以包括环形壁64，环形壁64具有与侧壁58的内表面接合的外表面。在一些实施例中，环形壁64在其外表面上可以包括螺纹(未示出)，侧壁58在其内表面上可以具有配合螺纹(未示出)。如图1A和IB中所示，当侧壁58通过这些结构特征被紧固至头部16时，壳筒20和头部16包围过滤器元件12和中心管18，从而将过滤器组件10保持在一起。在示例性实施例中，环形壁64和侧壁58上的配合螺纹可以具有与安装凹部54和安装凸起52上的配合螺纹相反的螺纹方向。当壳筒20从头部16移除时，这样的示例性的螺纹配置可以促使中心管18保持与壳筒20的安装凹部54接合。例如，在该实施例中，放松环形壁64和侧壁58上的配合螺纹之间的连接可以使安装凹部54和安装凸起52上的配合螺纹之间的连接变紧。
[0039]头部16可以具有用于将流体导入壳筒20中以进行过滤和将过滤后的流体导出壳筒20的结构设施。用于将流体导入壳筒20中以进行过滤的结构设施可以包括连接至入口68的入口端口 66。入口 68可以包括例如围绕纵轴线24周向地在环形壁41和环形壁64之间延伸的环形空间。入口 68可以与侧壁58和过滤介质22之间的环形空间62流体连通。为了将流体导出壳筒20，头部16可以包括出口 70和出口端口 72。出口 70可以包括位于环形壁41内侧的延伸至出口端口 72的通道。出口 70可以与中心管18的壁44的内部流体连通。
[0040]在过滤器组件10以这种方式构造和装配好的情况下，流体可以以下述方式穿过过滤介质22从入口端口 66流至出口端口 72。首先，流体可以从入口端口 66流至入口 68，并从入口 68流至侧壁58与过滤介质22之间的环形空间62。然后，流体可以穿过过滤介质22和壁44的开口 46径向向内(相对于纵轴线24)流入壁44内侧的空间中。流体可以从该空间在中心管18的壁44内轴向地流入出口 70中并流至出口端口 72。
[0041]为了保证流体以上述方式穿过过滤器组件10和过滤介质22流动，可能需要大体上密封过滤器组件10的某些界面。例如，可能需要大体上防止流体穿过端盖30的中心开口 34与中心管18的配合部分之间的界面流动。如果允许大量的流体穿过该界面流动，则流体可能通过中心开口 34与中心管18之间的界面从环形空间62流至过滤介质22的内部，而不穿过介质22流动。该流体然后可以穿过开口 46流入壁44的内部，并最终流出出口 70，而未被过滤。也可能需要大体上防止流体穿过端盖28的中心开口 32与头部16的环形壁41之间的界面流动。如果允许大量的流体穿过该界面流动，则流体可能从入口 68直接流至出口 70，而不穿过过滤介质22流动。附加地，可能需要大体上防止流体穿过环形壁64与侧壁58的配合部分之间的界面，以防止流体从过滤器组件10泄漏到周围环境中。
[0042]过滤器组件10可以包括保证流体不从该组件泄漏或绕流过过滤介质22的多种密封结构特征。例如，位于头部16的环形壁64和壳筒20的侧壁58之间的密封件74可以将流体大体上密封在过滤器组件10中。密封件74可以具有多种构型，过滤器组件10可以包括用于容纳密封件74的多种结构设施。在一些实施例中，密封件74可以是O型密封圈，过滤器组件10可以包括用于保持和大体上密封地接合密封件74的周向凹槽75。周向凹槽75可以例如包含在壳筒20的侧壁58的内表面上。附加地或可选择地，过滤器组件10可以包括位于环形壁64的外表面上的用于保持密封件74的凹槽(未示出)。
[0043]附加地，导向结构40和/或导向结构42可以包括用于大体上密封端盖28的中心开口 32处的界面的结构设施。例如，为了防止流体穿过中心开口 32绕流过过滤介质22，位于环形壁41与端盖28的中心开口 32的内表面之间的密封件76可以大体上密封该界面。密封件76可以具有多种构型。在一些实施例中，密封件76可以是O型密封圈。导向结构40和/或导向结构42可以具有用于容纳密封件76的多种结构设施。例如，在一些实施例中，端盖28的中心开口 32可以包括被配置成保持和大体上密封地接合密封件76的周向凹槽77。附加地或可选择地，环形壁41可以包括与中心开口 32邻近的用于保持和大体上密封地接合密封件76的凹槽(未不出)。
[0044]过滤器组件10可以包括用于大体上密封端盖30的中心开口 34与中心管18之间的界面的类似的结构设施。例如,密封件78可以大体上密封端盖30的中心开口 34与中心管18之间的界面，从而防止流体由于穿过中心开口 34流出环形空间62而绕流过过滤介质22。密封件78可以具有多种构型。在一些实施例中，密封件78可以是O型密封圈。导向结构40和/或导向结构42可以具有用于容纳密封件78的多种结构设施。在一些实施例中，为了保持密封件78，端盖32可以在围绕中心开口 34延伸的导向表面108与围绕中心开口 34延伸的唇部109之间包括周向凹槽79。周向凹槽79、导向表面108和唇部109可以大体上密封地接合密封件78。中心管18可以具有对应的导向表面94，导向表面94具有被配置成大体上密封地接合密封件78的平滑表面。导向表面108和唇部109在图3C和3E中最好地示出。导向表面94在图2A中最好地示出。因此，导向表面94、108可以被配置成接合密封件78，以大体上密封中心开口 34与中心管18之间的界面。用于密封该界面的导向表面94、108的构型可以与图中所示的构型不同。例如，在一些实施例中，周向凹槽79可以包括在导向表面94中，而导向表面108可以具有用于大体上密封地接合密封件78的平滑构型。可选择地，一些实施例在导向表面94、108中都可以具有用于大体上密封地接合密封件78的凹槽。导向表面94、108的其它方面在下文中更详细地讨论。
[0045]过滤器组件10还可以具有用于选择性地将流体从壳筒20排出的结构设施。例如，如图1B中最好地示出，过滤器组件10可以具有用于将流体经由端壁56从壳筒20排出的结构设施。这些结构设施可以包括从端壁56的中心部分延伸出的泄放通道80。为了允许流体到达泄放通道80，安装凸起52可以具有通向泄放通道80的轴向通道82和从轴向通道80延伸至中心管18侧面的开口端的径向通道84、86。过滤器组件10可以包括封闭泄放通道80的可移除的泄放塞88。泄放塞88可以例如通过该泄放塞88上的外螺纹被紧固，该外螺纹接合至泄放通道80中的内螺纹。密封件90可以密封泄放塞88与泄放通道80之间的界面。将泄放塞88从泄放通道80移除可允许流体从环形空间62流至中心管18端部中的径向通道84、86，通过径向通道84、86流入泄放通道80和流出泄放通道80的开口端。
[0046]图2A-2D和3A-3E示出了与过滤器组件10的其它部件分离的中心管18和过滤器元件12，提供了在中心管18上形成的导向结构42和在过滤器元件12上形成的导向结构40的构型的更多细节。图4A、4B、5A-5F和6分别示出了在多个装配阶段中的中心管18和过滤器元件12，提供了导向结构40、42在装配过程中和装配好的状态下的接合方式的更多细节。
[0047]如图2A-2D所示，在中心管18上形成的导向结构42可以包括导向表面92和导向表面94。中心管18还可以包括延伸穿过壁44的中心的纵轴线114。当过滤器元件10被装配好时，纵轴线114可以大体上与纵轴线24重合地延伸。导向表面92、94可以沿着纵轴线114相互轴向地间隔开，导向表面92比导向表面94更靠近壁44的开口端47。导向表面92、94中的一者或两者可以具有轴向横截面，该轴向横截面包括至少一种非圆形结构特征或关于纵轴线114的不对称结构特征。如本文中所使用的，关于中心管18的结构特征所使用的术语“轴向横截面”指垂直于纵轴线114的横截面。
[0048]如图2D中最好地示出，导向表面92可以具有凹部98形式的非圆形结构特征，凹部98相对于纵轴线114径向向内延伸。如图2A-2C中最好地示出，凹部98可以构成沿着中心管18的壁44的外表面延伸的槽100的一部分。槽100可以大体上与纵轴线114平行地延伸。除凹部98之外，导向表面92可以包括多个其它几何结构特征。例如，导向表面92可以包括围绕纵轴线114在凹部98的相对侧之间延伸的弯曲部分102。弯曲部分102可以大体上以纵轴线114为中心，从而在过滤器组件10装配好的状态下，导向表面92大体上以纵轴线24为中心。在一些实施例中，弯曲部分102可以具有大体上恒定的曲率半径。
[0049]导向表面94可以包括关于纵轴线114的不对称结构特征。例如，如图2B-2D中最好地示出，导向表面94可以以轴线104为中心，轴线104相对于纵轴线114径向偏移，从而导向表面94关于纵轴线114不对称。导向表面94可以具有多种形状。在一些实施例中，导向表面94可以具有弯曲形状，诸如圆形形状。如图2C和2D中最好地示出，导向表面94在径向上可以比导向表面92大,且导向表面94的每部分可以被布置成相对于纵轴线114径向地位于导向表面92外侧。由于导向表面94相对于纵轴线114径向偏移，因此导向表面94的距离径向轴线114最远的部分可以构成相对于纵轴线114径向向外延伸的凸起。
[0050]导向表面92、94的非圆形和/或不对称结构特征相互之间可以具有多种几何关系。如图2D中最好地示出，导向表面94可以沿着一个方向从纵轴线114偏移，凹部98可以相对于纵轴线114沿着另一径向方向延伸。在图2D中所示的实施例中，凹部98可以沿着与导向表面94从纵轴线114偏移的方向呈约90度的角向方向延伸。可选择地，导向表面94和凹部98可以沿着其它角向方向(包括相同方向)取向。
[0051]过滤器元件12可以具有与导向表面92、94相对应的结构。例如，如图3C和3E中最好地示出，端盖30可以包括与中心开口 34邻近的导向表面106、108。在过滤器组件10装配好的状态下，导向表面106、108可以被配置成分别与导向表面92、94配合。导向表面106、108可以相对于过滤器元件12的纵轴线24相互纵向间隔开。导向表面106可以被布置成关于端盖30的外表面轴向地位于导向表面108内侧。与导向表面92、94类似,在一些实施例中，导向表面106、108中的一者或两者可以具有轴向横截面,该轴向横截面包括至少一种非圆形结构特征或关于纵轴线24的不对称结构特征。如本文所使用的，关于过滤器元件12的结构特征所使用的术语“轴向横截面”指垂直于纵轴线24的横截面。
[0052]导向表面106可以包括凸起110形式的非圆形结构特征，凸起110相对于纵轴线24径向向内延伸。凸起110可以具有一尺寸和形状，该尺寸和形状被配置成要适配在导向表面92的凹部98中和沿着中心管18的壁44延伸的槽100中。
[0053]除凸起110之外，导向表面106可以包括多个其它几何结构特征。例如，导向表面106可以包括相对于纵轴线24径向向外延伸的凹部116。凹部116构成导向表面106的另一非圆形结构特征。凹部116的作用将在下文更详细地讨论。导向表面106还可以包括围绕纵轴线24在凸起110与凹部116之间延伸的弯曲部分112、113。弯曲部分112、113可以大体上以纵轴线24为中心,从而导向表面106大体上以纵轴线24为中心。在一些实施例中，弯曲部分112、113可以具有大体上恒定且相等的以纵轴线24为中心的曲率半径。
[0054]通常，端盖30的导向表面106可以具有一尺寸，从而当过滤器元件12和中心管18相互装配时，中心管18的导向表面92可以适配在导向表面106中并与其邻接。图示出了在该装配好的状态下导向表面92和导向表面106如何可以相互配合。如图中可以看到的，导向表面106和导向表面92的尺寸可以被确定成使得，当凸起110与凹部98对齐并布置在凹部98中时,导向表面106将只是适配在导向表面92周围。
[0055]与导向表面94类似，导向表面108可以包括关于纵轴线24不对称的结构特征。例如，如图3E中最好地示出，导向表面108可以以轴线118为中心，轴线118相对于纵轴线24径向偏移,从而导向表面108关于纵轴线24不对称。导向表面108可以具有多种形状。在一些实施例中，导向表面108可以具有弯曲形状,诸如圆形形状。导向表面108在径向上可以比导向表面106大,且导向表面108的每部分可以布置成相对于纵轴线24径向地位于导向表面106外侧。由于导向表面108相对于纵轴线24径向偏移，因此导向表面108的距离径向轴线24最远的部分可以构成相对于纵轴线24径向向外延伸的凸起。
[0056]导向表面108可以被配置成，当导向表面106与导向表面92配合时,该导向表面108与导向表面94配合。为了允许导向表面108与导向表面94配合，导向表面108可以具有足够大的轴向横截面以接纳导向表面94，这在图5F中最好地示出，图5F示出了在组装好的状态下布置在导向表面108内侧并与导向表面108配合的导向表面94。附加地,端盖30的导向表面108与凸起110之间的关系可以和中心管18的导向表面94与凹部98之间的关系大体上相同。这可以通过比较图3E和图2D看出(应注意，这些结构特征在这两个附图中相对于彼此翻转，因为图3E是从底部观察这些结构特征，而图2D是从顶部观察这些结构特征)。这可以允许端盖30的导向表面108和凸起110同时分别与中心管18的导向表面94和凹部98配合，从而过滤器元件12可以全部滑接在中心管18上，如图5C中的剖视图所示。
[0057]当过滤器元件12完全装配至中心管18时，密封件78可以被限制在导向表面94、导向表面108和唇部109之间的界面中。相应地，导向表面94、108和唇部109构成密封表面，该密封表面用于提供端盖30与中心管18之间的密封界面。因此，用于该界面的密封表面(导向表面94、108和唇部109)分别从过滤器元件12和中心管18的纵轴线24、114偏移，并分别以轴线104、118为中心。由导向表面94、108、唇部109和密封件78提供的密封可以是过滤器组件10的设计功能的很重要的一方面，因为该密封用作过滤后的流体和未过滤的流体之间的屏障。密封件78可以以多种方式保持在该界面中。如上所述且如图5C中所示，在一些实施例中，用于保持和密封地接合密封件78的周向凹槽79可以布置在导向表面108与唇部109之间。
[0058]端盖30可以包括与中心开口 34邻近的附加的导向结构40，中心管18可以包括对应的导向结构42。例如，如图3C和3E中最好地示出，端盖30可以包括围绕纵轴线24在壁122内部延伸的导向表面120。导向表面120可以布置成轴向地位于导向表面108外侧。如图2A-2D中最好地不出，中心管18可以包括导向表面124,导向表面124配置成适配在导向表面120内侧并与其配合。
[0059]导向表面120、124可以具有多种形状。另外，导向表面120、124可以相对于过滤器组件10的多个轴线24、104、114和118具有多种位置关系。在一些实施例中，导向表面120、124可以具有大体上六边形的形状，其大体上分别与导向表面94、108以相同的轴线104、118为中心。因此,导向表面124可以具有相对于导向表面94的轴线104径向延伸的多个凸起(其拐角)，导向表面120可以具有相对于导向表面108的轴线118径向延伸的多个对应的凹部(其拐角)。因此，导向表面120、124可以分别相对于过滤器元件12和中心管18的纵轴线24、114偏移。相应地，导向表面120、124可以构成关于纵轴线24、114不对称的结构特征。此外，由于具有大体上六边形的形状，因此导向表面120、124可以构成导向结构40的非圆形结构特征。在示例性实施例中，导向表面120、124的一个或多个拐角可以被倒角和/或另外地被削圆，以便于中心管18和过滤器元件12的装配和/或配合。同样地，在示例性实施例中，壁44的大体上六边形的一个或多个类似的拐角可以被倒角和/或另外地被削圆，以便于中心管18和过滤器元件12的装配和/或配合。可选择地，该被倒角和/或另外地被削圆的拐角可以被省略。
[0060]在一些实施例中，在导向表面120、124上可以具有一个或多个开口。例如，如图2A、2B、4A和6中最好地示出，泄放通道84可以延伸穿过导向表面124的一侧。附加地，如图3B、3C、4A和6中最好地示出，壁122和导向表面120可以具有开口 126，当过滤器元件12完全装配至中心管18时，开口 126与泄放通道84的外端对齐。类似地，泄放通道86可以延伸穿过导向表面124的相对侧，导向表面120和壁122可以具有对应的开口 128，当过滤器元件12完全装配至中心管18时，开口 128与泄放通道86对齐。开口 126、128可以允许流体容易地流入泄放通道84、86中。
[0061]除了与壁44的端部50邻近的导向结构42之外，中心管18可以包括其它位置处的导向结构42。例如，槽100——该槽沿着壁44的侧面向下延伸至位于导向表面92中的凹部98——可以构成中心管18的导向结构42的部分。
[0062]附加地，如图2A-2C中最好地示出，中心管18可以包括导向表面130，其形成在与端部47邻近的壁44的外侧。在多种其它功能中，当通过将壁44的端部47插入端盖30的中心开口 34中来开始将过滤器元件12装配至中心管18时，导向表面130可以接合端盖30的导向表面106。图4A是这些部件在该装配阶段的侧视图，图4B是示出了在装配过程的该阶段中导向表面130接合至导向表面106的轴向剖视图。
[0063]与导向表面92、94类似,导向表面130可以具有一轴向横截面,该轴向横截面包括至少一种非圆形结构特征或关于纵轴线114的不对称结构特征。例如，导向表面130可以包括相对于纵轴线114径向向内延伸的凹部132以及相对于纵轴线114径向向外延伸的凸起134。凹部132可以是沿着壁44的侧面延伸的槽100的部分。与导向表面92中的凹部98类似，凹部132可以配置成与过滤器端盖30的导向表面106上的凸起110配合。换句话说，凹部132可以具有一尺寸和形状，从而使得凸起110可适配在凹部132中。类似地，凸起134可以被配置成具有一尺寸和形状，从而使得凸起134可以适配在导向表面106的凹部116中。
[0064]凹部132相对于凸起134的定位可以大体上与凸起110相对于导向表面106的凹部116的定位相同。例如，凹部132和凸起134之间的沿周向的角向间隔可以大体上与凸起110和凹部116之间的角向间隔相同。当端盖30的导向表面106在中心管18的导向表面130上滑动时，这可以允许凹部132和凸起134同时分别与凸起110和凹部116配合。如果凹部132和凸起134之间的沿周向的角向间隔与凸起110和凹部116之间的沿周向的角向间隔不同，则将不可能同时使所有这些结构特征相互接合。这将阻止开始将过滤器元件12插到中心管18上。
[0065]除了凹部132和凸起134之外，导向表面130可以包括多个其它几何结构特征。例如，导向表面130可以包括在凹部132和凸起134之间延伸的弯曲部分135、137。导向表面130的弯曲部分135、137可以具有与导向表面106的弯曲部分112、113类似且略小的形状。例如，在弯曲部分112、113具有以过滤器元件12的纵轴线24为中心的恒定曲率半径的实施例中，导向表面130的弯曲部分135、137可以具有以中心管18的纵轴线114为中心的略小的恒定曲率半径。这可以允许导向表面130的弯曲部分135、137分别适配在导向表面106的弯曲部分112、113中并与其配合，如图4B中所示。
[0066]从图4A和4B所示的状态，可以通过继续使过滤器元件12朝着壁44的端部50滑动、直至过滤器元件12到达图5A和5C所示的位置来完成将过滤器元件12装配至中心管18。在该过程期间，凸起110可以在槽100中沿着壁44的侧面滑动。这可以维持凸起110与中心管18的导向表面92中的凹部98对齐，保证这两个结构特征在装配运动结束时将适当地相互接合。将凸起110接合至槽100还可以维持端盖30的偏移的导向表面108适当地与中心管18的偏移的导向表面94对齐，从而这两个表面在装配运动结束时可以适当地相互接合。
[0067]过滤器组件10的一个或多个部件可以是具有一些共同特征和一些不同特征的一类过滤器部件的部分。例如，过滤器元件12、中心管18和壳筒20中的每一个可以是具有类似横截面但长度不同的一类部件的部分。在这些实施例中，该类部件中的不同的中心管18可以例如具有壁44，该壁44大体上具有相同的总体横截面尺寸和不同的长度。类似地，该类部件中的不同的壳筒20可以具有侧壁58，该侧壁58大体上具有相同的横截面尺寸和不同的长度。类似地，该类部件中的过滤器元件12可以例如具有端盖28、30，该端盖28、30具有大体上相同的外直径，且过滤介质22具有大体上相同的横截面，但是它们可以具有端盖28、30之间的不同的轴向间隔和不同的过滤介质22长度。过滤器元件12、中心管18和壳筒20可以具有共同性和差异性的多种其它组合。
[0068]在一些实施例中，一类部件中的不同过滤器元件12和中心管18之间的一个区别可以在于用于该类部件的每个给定成员的导向结构40、42。例如，参考图4B，该类部件中的一些过滤器元件12可以具有在导向表面92的凸起110和凹部116之间的不同的沿周向的角向间隔，不同的中心管18可以具有在导向表面130的凹部132和凸起134之间的不同的沿周向的角向间隔。尽管图4B中所示的过滤器元件12和中心管18可以使这些结构特征相互间隔开约90度，该类部件的成对的另一组过滤器元件12和中心管18可以使这些结构特征间隔开诸如180度的某一其它角度。在给定类部件中的不同过滤器元件12和中心管18的导向结构40、42之间还可以存在其他区别。例如，该类部件的不同成员可以在其他结构特征之间具有不同的角向取向、可以省略一个或多个导向结构特征、可以包括附加的导向结构特征、和/或可以具有某些结构特征的不同的尺寸和/或形状。
[0069]通过在给定类部件中的不同过滤器元件12和中心管18上使用不同构型的导向结构40、42，可以保证该类部件中的某些过滤器元件12和中心管18能够相互配合，而其它的不能够相互配合。一类部件中的过滤器元件12和中心管18之间的共同性和差异性可以通过多种方式控制，以达到各种不同的目的。在一些实施例中，可以设计一类部件使得过滤器元件12的每种设计将只与该类部件中的中心管18的一种设计相匹配，且中心管18的每种设计将只与该类部件中的过滤器元件12的一种设计相匹配。可选择地，可以设计一类部件，使其具有多组可相互兼容的部件。例如，可以设计一类部件，使得过滤器元件12按其轴向长度分组、且被配置成使得给定长度的任何过滤器元件12将与对于那些过滤器元件12而言合适长度的任何中心管18相配合。当然，可以使用多种其它方案来为给定类部件中的可兼容的部件分组。
[0070]过滤器组件10及其部件不限于附图中所示的构型。过滤器组件10可以包括在过滤器组件10的不同部件中用于使过滤器元件12与过滤器组件10的其他部分相配合的导向结构40、42。例如，代替在中心管18中所示的导向结构42或除了该导向结构42之外，过滤器组件10可以包括在头部16和/或壳筒20中的附加的导向结构42。附加地，过滤器组件10的多个其它方面的构型可以与附图中所示的构型不同。例如，中心管18可以被整合在过滤器元件12中。
[0071]工业适用性
[0072]过滤器组件10和过滤器元件12可能在任何需要流体过滤的应用中使用。所公开的过滤器组件10和过滤器元件12的实施例可以提供某些优点。例如，如上所述，过滤器元件12和过滤器组件10的其它部件的导向结构40、42可以有助于该系统的装配。附加地，如上所述，过滤器元件12的导向结构40的具有非圆形和/或不对称几何结构特征的构型可以保证给定的过滤器元件12将仅装配至具有几何形状兼容的导向结构42的部件。该特征可以被用于帮助防止在过滤器组件10中安装不正确的过滤器元件12。
[0073]对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以对所公开的系统和方法进行多种修改和变型。考虑到本文所公开的系统和方法的说明和实践，所公开的系统和方法的其它实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。说明书和示例应被认为仅是示例性的，本发明的实际范围将由随附的权利要求书及其等同方案表示。
【权利要求】
1.一种过滤器元件(12)，包括: 过滤介质(22)，该过滤介质围绕过滤器元件(12)的纵轴线(24)周向地和沿着该纵轴线(24)纵向地延伸； 导向结构(40)，该导向结构附装至过滤介质(22)并配置成用于定位过滤器元件(12)，该导向结构(40)包括轴向横截面，该轴向横截面包括至少一种非圆形结构特征或关于所述纵轴线(24)的不对称结构特征。
2.根据权利要求1所述的过滤器元件(12)，其中: 第一轴向横截面包括相对于所述纵轴线(24)沿着径向方向偏移的第一导向表面(92);和 所述导向结构(40)还包括相对于第一导向表面(92)沿着径向方向偏移的第二导向表面(94)。
3.根据权利要求2所述的过滤器元件(12)，其中，第二导向表面(94)大体上以所述纵轴线(24)为中心。
4.根据权利要求1所述的过滤器元件(12)，其中，第一轴向横截面包括围绕所述纵轴线(24)延伸的非圆形的导向表面(106)。
5.根据权利要求4所述的过滤器元件(12)，其中，非圆形的导向表面(106)包括相对于所述纵轴线(24)径向延伸的凹部(98)。
6.根据权利要求1所述的过滤器元件(12)，其中，第一轴向横截面包括配置成大体上密封地接合密封件(74)的第一导向表面(92)。
7.根据权利要求1所述的过滤器元件(12)，其中: 该过滤器元件(12)是具有至少一个共同尺寸但以至少一种方式相互区别的一类过滤器元件(12)的部分；和 该过滤器元件(12)的导向结构(40)与该类过滤器元件中的至少一个其它过滤器元件(12)的导向结构(40)不同。
8.一种过滤器组件(10)，包括: 过滤器元件(12)，该过滤器元件包括: 围绕该过滤器元件(12)的纵轴线(24)周向地和沿着该纵轴线(24)纵向地延伸的过滤介质(22)，和 附装至该过滤介质(22)并配置成用于定位该过滤器元件(12)的第一导向结构(40)，该第一导向结构(40)包括第一轴向横截面，该第一轴向横截面包括至少一种非圆形结构特征或关于所述纵轴线(24)的不对称结构特征；和 安装结构(36)，该安装结构具有第二导向结构(42)，该第二导向结构(42)包括第二轴向横截面，该第二轴向横截面包括与所述第一导向结构(40)的所述第一轴向横截面的所述至少一种非圆形结构特征或不对称结构特征对齐的至少一种非圆形结构特征或不对称结构特征。
9.根据权利要求8所述的过滤器组件(10)，其中，第二导向结构(42)包括在过滤介质(22)内部围绕所述纵轴线(24)周向地和沿着该纵轴线(24)纵向地延伸的中心管(18)的至少一部分。
10.根据权利要求8所述的过滤器组件(10)，其中，第一导向结构(40)包括过滤器元 件(12)的附装于过滤介质(22)的一轴向端附近的端盖(28)的至少一部分。
【文档编号】B01D29/21GK104136090SQ201380010578
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年3月1日
【发明者】M·A·迈克尔罗伊, M·T·阿罗特 申请人:卡特彼勒公司