专利名称：流体添加剂传送系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将例如油的流体与流体添加剂凝胶体接触以使该凝胶体内的一种或多种添加剂成分缓慢释放到流体中的流体添加剂传送系统。
背景技术：
一般已知专门配制的缓释流体添加剂，用来在例如油的流体中缓慢释放添加剂以满足流体的某些特性要求。在一些缓释流体添加剂中，添加剂与缓慢溶解到流体中的热塑性聚合物结合。在另一些中，添加剂与高温下可渗透油的聚合物结合。在另外一些中，添加剂与不溶于流体但可被流体浸润的粒子结合。在另外一些中，提供可溶解于流体的固体聚合物，这些聚合物中结合或不结合附加的添加剂。
尽管这些缓释流体添加剂能够向待调和的流体中引入添加剂，但是已经发现流体添加剂凝胶体能更有效地用来提供添加剂在流体中的缓慢释放，例如将润滑添加剂释放在油中。特别地，已经发现在与流体接触时，可溶于流体的添加剂凝胶体缓慢溶解成它们的流体添加剂成分。这种流体添加剂凝胶体的例子在2002年7月16日提交的申请号为10/196,441、2003年6月25日提交的申请号为10/603,644、2003年6月25日提交的申请号为10/603,894、2003年6月25日提交的申请号为10/603,517的美国专利申请中已公开，以上文献在此结合作为参考。
需要这样的流体添加剂传送系统，该系统允许流体与这些流体添加剂凝胶体进行所需要的接触，以使凝胶体中的一种或多种添加剂成分缓慢释放到流体中。
发明内容
本发明涉及流体添加剂传送系统，该系统允许待调和的流体与任何所期望形式的流体添加剂凝胶体接触，以使凝胶体中的一种或多种添加剂成分缓慢释放到流体中。
根据本发明的一方面，流体添加剂传送系统包括用于流体添加剂凝胶体的容器，该容器具有一个或多个开口以允许至少部分流体与流体添加剂凝胶体接触，使得一种或多种凝胶体添加剂成分缓慢释放到流体中。
根据本发明的另一方面，该流体添加剂传送系统可以使流体直接流到流体添加剂凝胶体上，使得添加剂成分快速溶解到流体里。
根据本发明的另一方面，该流体添加剂传送系统可以使流体间接流到流体添加剂凝胶体上，使得一种或多种添加剂成分相对缓慢地扩散到流体中。
根据本发明的另一方面，用于流体添加剂凝胶体的容器可以安装在常规的流体过滤器和设备表面之间，其中所述过滤器通常安装在该设备表面上。
根据本发明的另一方面，用于流体添加剂凝胶体的容器可以包含在单独的壳体内，便于同另一容纳有新提供的流体添加剂凝胶体的容器之间进行拆卸置换。
根据本发明的另一方面，进入或通过流体添加剂凝胶体容器的流体流速可以变化，从而改变添加剂中的一种或多种成分溶解到流体中的速率。
根据本发明的另一方面，可以将一个或多个流体添加剂凝胶体容器安装在罐状壳体内部，该罐状壳体具有供流体流过壳体并环绕容器的入口通道和出口通道，所述容器可以具有一个或多个开口或通道以允许流体与容器内部的流体添加剂凝胶体接触。
根据本发明的另一方面，流体添加剂凝胶体容器可以包含嵌入件，该嵌入件可以放置在流体过滤器内，使得流体通过嵌入件内的一个或多个开口或通道与流体添加剂凝胶体接触。
根据本发明的另一方面，流体添加剂凝胶体容器可以与进料帽相关联，该进料帽用于封闭容纳有待调和流体的储存器的进料口。
根据本发明的另一方面，流体添加剂凝胶体容器可以与排液塞相关联，该排液塞用于封闭容纳有待调和流体的储存器的排液开口。
根据本发明的另一方面，流体添加剂凝胶体容器可以永久地安装在流体储存器内部。
本发明的流体添加剂传送系统可以用于调和任何润滑机械系统中的流体，这些系统包括但不限于内燃机、天然气发动机、固定发动机、金属加工冷却剂系统、工业润滑系统、油或燃料过滤器、液压系统和传输系统等。
通过参考以下附图可以更容易理解本发明，其中图1是本发明的一种形式的流体添加剂传送系统的纵截面分解示意图，其中该传送系统包括配合安装在壳体内的流体添加剂凝胶体容器，所述壳体可拆卸地附装在流体过滤器的底板上；图2和3是其它形式的配合安装在壳体内的流体添加剂凝胶体容器的纵截面示意图，与图1中所示的壳体类似，该壳体可拆卸地附装在流体过滤器上；图4是图3中的流体添加剂凝胶体容器和壳体的俯视图；图5是本发明另一流体添加剂传送系统的纵截面示意图，其中传送系统包括容纳有流体添加剂凝胶体的壳体，所述壳体一端具有纵向凹槽，当由于空间有限使得流体过滤器和壳体的组合长度必须较短时，该凹槽用于至少部分地容纳附装到其上的流体过滤器；图6-8是本发明的其它流体添加剂传送系统的纵截面示意图，其中传送系统包括安装在罐状壳体内部的不同形式的流体添加剂凝胶体容器，所述壳体具有供流体流经该罐的入口和出口通道；图9是本发明另一流体添加剂传送系统的纵截面示意图，其中传送系统包括嵌入式流体添加剂凝胶体容器，该容器示为设置在位于过滤元件下游的流体过滤器的流体流动通道内部；
图10-18是本发明的不同嵌入式流体添加剂凝胶体容器的示意性透视图；图19是本发明的流体添加剂传送系统的示意性透视图，其中传送系统包括流体添加剂凝胶体容器或保持器，该容器或保持器与用于封闭容纳有流体的储存器的进料开口的进料帽结合；图20和21是本发明的其它流体添加剂凝胶体容器的透视图；图22是本发明另一种流体添加剂传送系统的示意性透视图，其中传送系统包括袋状的流体添加剂凝胶体容器，该容器与用于封闭容纳有流体的储存器的排液开口的排液塞相连；和图23是本发明另一种流体添加剂传送系统的示意性透视图，其中传送系统包括永久地安装在流体储存器内部的凝胶体容器。
具体实施例方式
本发明的流体添加剂传送系统提供待调和的流体与流体添加剂凝胶体之间所期望的接触，使得凝胶体中的一种或多种添加剂成分如以下所述缓慢地释放到流体中。本发明的流体添加剂传送系统能够用于调和任何润滑机械系统中的流体，这些系统包括但不局限于内燃机、天然气发动机、固定发动机、金属加工冷却剂系统、工业润滑系统、油或燃料过滤器、液压系统和传输系统等。使用本发明的流体添加剂传送系统可以输送的流体添加剂凝胶体的例子公开在2002年7月16日提交的申请号为10/196,441、2003年6月25日提交的申请号为10/603,644、2003年6月25日提交的申请号为10/603,894以及2003年6月25日提交的申请号为10/603,517的美国专利申请中，它们的全部公开内容在此结合作为参考。
现在参考附图详述，其中相同的标号用于指代相同部件，先参考图1，图示了根据本发明的流体添加剂传送系统1的一种形式，该系统包括中间转接壳体2，该壳体可安装在发动机缸体或其它设备(未示出)的流体过滤器安装表面和例如油过滤器的流体过滤器3之间。转接壳体2包括用于流体流动的内中空管4，内中空管4可以在一端5处具有外螺纹，以通过将中空管的外螺纹端5旋进过滤器底板的螺纹开口8中而使转接壳体的端壁6密封附装到流体过滤器3的底板7。中空管4的另一端9可以具有内螺纹，以通过将内螺纹端9旋到配合安装在安装表面(未示出)上的具有外螺纹的中空管上而将转接壳体2密封附装到安装表面。
如图1的示意性图示，在将转接壳体附装到设备的安装表面并将流体过滤器附装到转接壳体之前，容纳有任何所期望形式的流体添加剂凝胶体15的容器16可以放置在位于内中空管4和转接壳体的外侧壁18之间的转接壳体2的空隙空间17内。来自设备的流体将沿箭头的方向经过具有例如开口端19的一个或多个开口的凝胶体容器16，并通过转接壳体端壁6中的多个流出开口20流出，而通过多个以环形方式布置在过滤器底板上的流入开口21流入流体过滤器。转接壳体2的侧壁18的内表面可以具有底切22以产生围绕凝胶体容器16的流体的流动通路23。并且当流体过滤器3附装到转接壳体2时，转接壳体的端壁6的流出开口20可以如图1所示向内形成一角度，以与过滤器底板7内的流入开口21相匹配。
进入流体过滤器3的流体将经过可用任何合适的过滤介质制造的过滤元件25，然后通过过滤器底板7内的螺纹流出开口8向回流出，再通过转接壳体2内的内中空管4回流到发动机缸体或其它设备。流体在如图1所示的凝胶体容器16的开口端19直接流过凝胶体将导致流体添加剂成分相对较快地溶解到流体中。
如图2所示，如果需要，凝胶体容器16的一端19可以用端盖或盖板26封闭，并可以在位于容器16内的凝胶体水平面29上方的容器侧壁28内设置一个或多个开缝或开口27。通过允许一部分流体通过开口27进入容器并且溶解凝胶体中所选择的添加剂成分，使得流体间接流过容器内的凝胶体，其中这些添加剂成分通过开口缓慢扩散出去并随后被容器周围的流动通路23内的流体流带走。
如图3所示，在容器盖26中也可以设置一个或多个开口30，用于提供增加的流入或流出容器的流体流。容器侧壁28内的开口27和盖26内的开口30的数量、尺寸和位置将决定流体流过容器内部的凝胶体的流速，从而决定添加剂成分溶解到流体内的速率。
可以通过将具有一个或多个开口32的分流调节板31以覆盖在凝胶体容器盖板26之上的方式附装到内管4的出口端9来改变流速。内管4以及包括外侧壁18和端壁6的转接壳体2可以是如图3所示的两部分结构，以允许改变转接壳体相对于内管以及由该壳体承载的分流调节板31的角度。如图3进一步所示，凝胶体容器16也可以用销连接在壳体内的位置35上。因此，如图4中的示意性图示，可控的转接壳体2相对于内管4的角度变化将会使凝胶体容器盖板26内的一个或多个开口30与分流调节板31上的一个或多个孔32的重叠量发生变化，从而引导流体流以不同的比例通过和环绕容器，而改变添加剂成分溶解到流体内的速率。可以在转接壳体2的外壁18上设置任何合适类型的速率指示器34，以通过检测转接壳体2相对于内管4的角度变化位置并由此检测凝胶体容器盖板26上的孔30与分流调节板31上的孔34之间的重叠量时，提供添加剂溶解到流体内的速率的可视指示。
图5示出了本发明的另一种流体添加剂传送系统40，该系统包括用于流体添加剂凝胶体15的中间转接壳体41，与图1-4的转接壳体2相似，壳体41适合安装在流体过滤器3和发动机缸体或其它设备的安装表面之间。然而，图5中所示的转接壳体41比过滤器3更宽，并且在一端处包括用于当过滤器附装到壳体内管4的外螺纹端5时至少部分接纳过滤器的纵向凹槽42，以在这样的情形下使用，即由于空间限制，只允许增加转接壳体的周向尺寸，而不允许转接壳体和过滤器的更长的组合长度。
一个或多个容纳有任何所期望形式的流体添加剂凝胶体的容器也可以设置于罐状的壳体内，该壳体可以用于将流体添加剂凝胶体的一种或多种成分添加到位于系统不同位置的流体中。图6-8示出了本发明的流体添加剂系统50，该系统包括罐状的壳体51，该壳体51在一端52处封闭，并且在另一端54处具有可拆卸的盖53，该盖53在拆去时允许装有一种或多种凝胶体的容器安装在罐状壳体内。图6示出了可以在一端56处开口以填充多种组成凝胶体15的所期望成分的筒状容器55。容器55的另一端57可以封闭，并且具有螺纹连接到该另一端上的盖58等以有助于将其另一端设置在位于罐的封闭端上的合适导引件59之间。当罐盖固定在合适位置时，可以在罐盖53上设置类似的导引件59以将容器的开口端定位在罐内。可以在盖53和容器开口端之间设置适当的压力密封件60等，用于密封容器内的开口端。
可以在容器内设置一个或多个开口61，以使流体在通过与罐的相对两端邻近的相对两侧上的入口通道62和出口通道63流入和流出罐时与凝胶体15接触。容器55的开口61的尺寸、数量和位置将决定与流过罐的流体相接触的流体添加剂凝胶体的表面积的量，从而决定添加剂凝胶体的一种或多种成分溶解到流体中的速率。可以设置计量阀(未示出)用于控制流体流过罐的量。
图7示出了彼此堆叠在罐51内的多个较短的圆柱形容器65。如图7中的示意性图示，为了让流体间接流过凝胶体，容器的开口端可以用盖53封闭，并且可以在位于容器内的凝胶体15平面上方(或下方)的容器侧面上设置一个或多个孔64，以允许部分流体通过孔进入容器中来溶解缓慢扩散到容器周围流动的流体中的凝胶体的一种或多种成分。
如图8中的示意性图示，为了让流体直接流过凝胶体15以将凝胶体中的一种或多种添加剂成分快速传送到流体中，容器65的一端或两端可以开口并在容器之间设置开放空间66，以允许流体流过壳体内的凝胶体。
图9示出了本发明的另一种流体添加剂传送系统70，该传送系统70包括用于流体添加剂凝胶体15的嵌入式容器71，如图9中的示意性图示，该容器可以直接设置在位于过滤元件25下游的流体过滤器3的中心开口72内的流体回流路径内。嵌入件71可以在端部和/或沿侧壁具有一个或多个开口73，以提供足够的用于与流体接触的添加剂凝胶体表面积，从而获得所期望的添加剂成分向流体内释放的速率。
开口73可以与嵌入件71结合，例如通过使用多孔硬质材料如塑料、通过使用丝网或筛网、或者在将添加剂材料引入嵌入件之前或之后通过钻孔或机加工生成孔或槽。图10示出了具有多个钻孔73的嵌入件71；图11示出了通过将由硬质材料制造的嵌入件71开孔形成的孔73；图12示出了通过在嵌入件的侧壁开槽形成的孔73；以及图13示出了通过用筛网或丝网75制造嵌入件而形成的孔73。图14和15示出了可以在一端或两端76和77处开口的嵌入件71。同样，这一个或两个开口端可以如图15所示具有沟槽以有助于防止凝胶体流出嵌入件。
也可以如图17所示，在嵌入件71的侧壁内设置多个轴向间隔孔73。也可以如图18所示，在嵌入件71的侧壁内设置轴向延伸且在周向上间隔的槽73。此外，也可以在嵌入件71的侧壁内与它的开口端76邻近处设置一个或多个更小的滴孔78，当开口端处的凝胶体15逐渐消蚀到滴孔的高度以下时，滴孔78用来允许部分流体流过嵌入件。另外，如图16中的示意性图示，在添加剂材料已经在嵌入件内凝胶后，通过减少嵌入件71的部分长度，部分添加剂凝胶体15可以暴露在流体中。
如果在嵌入件内形成孔后将添加剂引入嵌入件，可以使用阻挡膜(未示出)来防止添加剂流出嵌入件，直到添加剂材料凝胶化。该膜可以在凝胶化之后但在使用嵌入件之前除去，或者如果膜由可以溶解在流体中的材料制备，则膜可以留在嵌入件的内部或外部。
图19示出了本发明的另一种流体添加剂传送系统79，该系统包括筒状嵌入件80，该嵌入件容纳有嵌入进料帽81内的任何所期望形式的流体添加剂凝胶体15，其中进料帽81用于封闭容纳有待调和流体的储存器83的进料开口82。进料帽81可以在外端具有可封闭的进入开口，通过该开口，容纳有凝胶体的嵌入件80可嵌入并通过嵌入件内端上的凸缘89保持在适当的位置上。暴露于流体中的嵌入件长度可以随嵌入件的侧壁和/或端壁内的孔84的尺寸、数量和位置而变化，以改变暴露在储存器流体中的凝胶体的表面积。进料帽81可以设计成无论何时需要补充凝胶体，都能够接收新的筒状嵌入件80。或者，可以通过拔去进入开口的塞子并使用如图20所示的注射器型的凝胶体容器85向嵌入件注入额外的流体添加剂凝胶体而对筒状嵌入件80进行再填充。另外如果需要，在移去进料帽81后，可以使用注射器型的凝胶体容器85通过进料孔82直接向储存器83内注入凝胶体15。凝胶体将随时间经过而缓慢溶解到流体中，从而向流体中补充添加剂。
筒状嵌入件80可以具有与图10-18所示嵌入件的开口或孔相似的开口或孔。或者，筒状嵌入件可以是如图21所示的压缩弹簧86的形式，该弹簧在受到压缩时将在弹簧内部提供基本封闭的间隔空间，在该间隔空间内可以填充添加剂材料并且保持压缩直到添加剂材料凝胶化为止。在凝胶化后，可以允许弹簧86伸展，这样就在弹簧线圈88之间产生间隔87，当将弹簧嵌入储存器进料口内并通过进料帽81保持在适当位置时，间隔87用以将弹簧内的凝胶体15暴露在储存器内的流体中。
图22图示了本发明的另一流体添加剂传送系统90，该系统包括用于流体添加剂凝胶体15的袋状容器91，该容器可以附装到排液塞93的中空内管部分92，其中排液塞93用于封闭容纳有待调和流体的储存器95的排液开口94。袋状容器91可以用过滤织物类材料制备以允许流体与袋内的凝胶体接触。为了将袋安装到储存器中，可以在开始时将袋卷到排液塞的中空管部分92的内部。在将排液塞插入排液开口94之后，可以通过排液塞内的可封闭开口(未示出)将凝胶体15注入袋中来填充袋。可以在袋的外端上设置磁体96，以抵靠着储存器底部将袋保持在合适位置。
图23示出了本发明的另一流体添加剂传送系统100，该系统包括安装在例如油槽(油盘)的流体储存器102内部的盒状凝胶体容器101。在容器的侧壁和/或端壁内设置一个或多个开口103，用于使储存器内的流体与容器内部的凝胶体15相接触。容器内的孔或开口103的尺寸、数量和位置可以根据需要改变，以改变凝胶体暴露在储存器流体中的表面积。同样如果需要，为了向容器中补充凝胶体可以在容器内设置补充孔104，其中容器可以通过位于储存器的壁内的可封闭的进入开口(未示出)进行拆卸。或者，储存器内的整个容器可以用另一容纳有新凝胶体的容器替换。
尽管以上仅描述了本发明的几个实施例，但是应当意识到在不背离本发明的精神和范围的情况下可以进行许多改进。所有这些改进都包括在仅由以下权利要求所限定的本发明的范围之内。
权利要求
1.一种流体添加剂传送系统，该系统包括流体添加剂凝胶体以及用于凝胶体的容器，该容器具有一个或多个开口以允许流体和凝胶体接触，从而使得凝胶体中的一种或多种添加剂成分释放到流体中，并且其中选择容器内开口的数量、尺寸和位置来控制与流体接触的凝胶体的表面积，从而设定凝胶体向流体中释放的速率以适合于特定应用。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括接纳容器的壳体以及用于在流体过滤器和设备的流体过滤器安装表面之间安装该壳体的装置，该壳体含有用于引导流体从所述设备流过容器并通过过滤器返回到所述设备的流动通道。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述容器可拆卸地安装在壳体内部，并可选地具有将容器内的凝胶体暴露在从设备进入到壳体内的流体中的开口端，且可选地具有封闭端以防止从设备进入到壳体内的流体与凝胶体在封闭端处接触，并且在与封闭端邻近的容器侧壁或端壁内具有所述开口中的一个或多个。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述容器是安装在罐状壳体内的筒，该罐状壳体具有与相对两端邻近的入口通道和出口通道以允许流体流过壳体和筒的周围。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多个用于凝胶体的容器安装在罐状壳体内，该罐状壳体具有与相对两端邻近的入口通道和出口通道以允许流体流过壳体和容器的周围。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述容器在壳体内相互堆叠，并在容器的侧壁中具有所述开口中的一个或多个以允许流体与容器内的凝胶体接触，并且其中容器的至少一端开口，且容器以彼此之间互相隔开的方式安装在壳体内以允许流体与凝胶体在容器开口端处接触。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述容器包括安装在流体过滤器内的嵌入件以允许凝胶体与流过过滤器的流体接触。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述容器与帽或塞相关联，所述帽或塞用于封闭容纳流体的储存器的开口。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述容器永久地安装在用于流体的储存器的内部。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述容器包括具有多个环绕流体添加剂凝胶体的线圈的压缩弹簧，当弹簧伸展时线圈之间的间隔使得凝胶体在线圈之间暴露在流体中。
全文摘要
一种流体添加剂传送系统包括用于流体添加剂凝胶体(15)的容器(16)。该容器具有一个或多个开口(19)，以允许流体与凝胶体接触，从而使得凝胶体中的一种或多种添加剂成分释放到流体中。
文档编号C10M177/00GK1909957SQ200580002041
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月6日 优先权日2004年1月9日
发明者G·加文, J·D·伯林顿 申请人:卢布里佐尔公司