无过滤不运行的流体过滤系统的制作方法
【专利说明】无过滤不运行的流体过滤系统
[0001]本申请是申请人康明斯过滤IP公司于2011年12月06日向中国国家知识产权局提交的申请号为201080025079.3、申请日为2010年02月19日、名称为“无过滤不运行的流体过滤系统”的发明专利申请的分案申请，通过引用将其全部内容结合到本申请之中。
[0002]优先权彳目息
[0003]本申请正在以康明斯过滤IP公司的名义申请PCT国际专利申请，并请求主张于2009年5月4日申请的、名称为“无过滤不运行的流体过滤系统”的美国专利申请第12/434，863号的优先权，这件在先申请以全文引用的方式结合于本专利申请中。
技术领域
[0004]本发明通常涉及过滤领域，尤其是指流体过滤系统及用于保护组件诸如喷油器和相连接的燃料组件免遭损坏的相关组件，以及由流体过滤器的缺失或不正确运行造成系统故障。
【背景技术】
[0005]众所周知，在燃料过滤器外壳内使用一种阀门来控制通过该外壳的燃料流量。在燃料过滤器外壳内的这种阀的一个实施例有时也被称为“无过滤，不运行”的阀门，其中，如果没有安装燃料过滤器或安装燃料过滤器不正确，那么该阀门就会阻止燃料流到发动机或燃油喷射系统。在这种类型的系统里，为了让足够数量的燃料流经过阀门流到发动机，从而使发动机正常运行，不仅必须有燃料过滤器的存在，而且燃料过滤器必须正确安装。
【发明内容】
[0006]本专利申请描述了一种系统中使用了改进的“无过滤，不运行”的流体过滤系统和组件。在一种“无过滤，不运行”的流体过滤系统中，如果滤芯没有安装，就阻止流体流到下游组件。为了允许流体流动，需要设计一种合适的滤芯来安装。由于使用该流体过滤系统，这就保护了下游的组件以避免遭到损坏和避免了设备产生故障。可利用所述改进的这种类型“无过滤，不运行”的流体过滤系统是大多数系统，包括但不限于，例如，在发动机如柴油发动机或汽油发动机上的一种燃料过滤系统，在液压系统中的一种液压油过滤系统，在柴油或汽油发动机上的其他发动机过滤系统，以及非发动机的应用领域中使用的过滤系统。
[0007]在此，进一步如上所述，设置的滤芯用于驱动阀门，该阀门控制流体流过在过滤器的外壳上，例如，在该过滤器的外壳内的竖管上的轴向的(朝向滤芯的插入方向)朝向流体入口的开口。同时，滤芯被配置为允许流体流过滤芯，并通过轴向朝向流体入口的开口。在燃料系统的情况下，燃料可以流过轴向朝向流体入口的开口和经过阀门流向下游组件，例如喷油器和相关联的燃油系统组件。
[0008]举一个例子，滤芯包括定义一个内部空间的过滤介质。该过滤介质具有第一端和第二端，第一端盖连接到该过滤介质的第一端。该第一端盖包括一个开设于其上的通向内部空间的开口，该开口用于容纳一竖管。第二个端盖连接到该过滤介质的第二端。第二端盖没有供流体流过的开口。此外，该第二端盖包括固定到该过滤介质的第二端的圆盘部，从该圆盘部向内部空间延伸的裙边，被该裙边围绕且向内部空间延伸的轴向延伸轴销，定义通向该轴销的流体流动通道的多个肋条。
[0009]由于这种构造，当安装滤芯时，该轴销被定位和配置为驱动与收容该滤芯的过滤器外壳连接的流量控制阀。此外，流体通过该轴向朝向流体入口的开口流过流体流动通道以流向下游组件。
[0010]该收容滤芯的过滤器外壳可以以多种方式配置，只要它具有让该滤芯上的轴销可以延伸穿过的轴向朝向流体入口的开口，和一个控制流体通过由该轴销驱动的流体入口的开口的阀门。
[0011]例如，该过滤器外壳可以包括一个壳体，该壳体定义一滤芯空间以收容该滤芯，以及一设置在滤芯空间内的竖管，该滤芯空间穿过该滤芯的第一端盖内的开口。该竖管包括一内部流动通道，以及该轴向朝向流体入口的开口，使得该内部流动通道与该滤芯空间相连通。该轴向朝向流体入口的开口开设在该竖管的第一端，且被配置为收容该滤芯的轴销以驱动该阀门。该阀门设置在靠近第一端的竖管里且控制流体流过该轴向朝向流体入口的开口且进入该内部流动通道。
[0012]该阀门可在第一位置和第二位置之间轴向移动，该第一位置阻止流体流过该轴向朝向流体入口的开口且进入该内部流动通道，在该第二位置处流体流过该轴向朝向流体入口的开口且进入该内部流动通道。
[0013]该阀门包括一个阀芯和与阀芯连接的弹簧，该弹簧使阀芯偏向第一位置。当该阀芯处在第二位置时，该阀芯和竖管被配置以使在该阀芯和竖管之间设置了流动路径，从而允许流体流过该轴向朝向流体入口的开口且进入该内部流动通道。
[0014]该阀芯开设有一孔以用于收容滤芯上的轴销的一端。此外，该弹簧可以是一个，围绕该阀芯的一部分的螺旋弹簧。延伸进入该孔的轴销和围绕该阀芯的螺旋弹簧有助于稳定该阀芯且防止从一侧到另一侧的横向运动或该阀芯的摆动。
【附图说明】
[0015]图1是安装有滤芯的过滤器壳体的横截面侧视图。
[0016]图2是该滤芯的内部过滤元件的上部端盖的底部立体图。
[0017]图3是设置在该竖管的顶端的阀门组件的详细视图，该阀门组件的阀门在
[0018]第一或闭合位置。
[0019]图4是该阀门组件的第一部分的立体图。
[0020]图5A和5B是该阀门组件的第二部分的侧向截面图。
[0021]图6是该阀门组件的第二部分的顶部立体图。
【具体实施方式】
[0022]图1显示了一种组件10，其中，该组件10包括一个设置在一过滤器外壳14内的滤芯12。在燃料到达保护系统之前，例如喷油泵或喷油嘴，该组件10可以，例如，用在过滤燃料例如柴油的燃油系统中。然而，本发明的以下描述中，该滤芯和过滤器外壳用于过滤燃油，可以意识到，此处所描述的概念，可用于其他液体。例如，在适当情况下，本文所述一个或多个概念可以应用到，过滤其他类型的流体的其他类型的组件，例如润滑油，液压和其它液体，以及空气。
[0023]在本文所描述的实施例中，该滤芯12用于过滤燃料。此外，所示的滤芯12为双级式、双层式滤芯，该滤芯具有一个外层过滤元件13a和内层过滤元件13b。美国申请号第11/937700号进一步描述了该双层式滤芯具体内容。另外，该滤芯12可以是具有单个过滤元件的单级式滤芯，本文所描述滤芯的概念也同样适用于单级式滤芯。
[0024]该外层过滤元件13a的构造对本文所描述的概念并不重要，且该外层过滤元件13a的多种结构是可能存在的。例如，该外层过滤元件13a可以与在美国申请序列号第11/937700号所描述的外层过滤元件相似。然而，其他结构也是可能存在的。
[0025]参考图1和图2，该滤芯12的内层过滤元件13b包括过滤介质16，固定到该过滤介质16的上端部的上部端盖18，及固定到该过滤介质16的下端部的下部端盖20。该过滤介质16的两端以任何适当的方式固定到端盖18、20上，例如将过滤介质嵌入到端盖内或通过使用粘合剂将过滤介质粘合到该端盖上。该端盖18、20可由例如塑料材料或其他与将要被过滤的燃料或其他液体兼容的材料制成。
[0026]在实施例中，该过滤介质16的横截面是圆环形，该过滤介质16定义了一个内部空间22。该过滤介质16可以采取任何横向截面形状，例如，圆环形，三角形，椭圆形，只要它定义了内部空间22。在此处所描述的实施例中，该内部空间22定义了收容已被过滤介质16过滤的清洁燃料的一侧空间，在这种情况下，该滤芯12被配置为由外向内流动。该滤芯12也可以被构造为由内向外流动的构造，在这种情况下，该内部空间22是未被过滤的燃料一侧空间且燃料经过滤介质16流向清洁燃料一侧的空间。
[0027]该过滤介质16的目的是除去燃料中的有害污染物。例如，该过滤介质16可配置为从燃料中除去软颗粒和固体颗粒污染物和/或水。本领域的普通技术人员知道运用适当的过滤介质过滤燃料或其他液体。
[0028]继续参考图1和图2，该上部端盖18是封闭的，即上部端盖没有燃料流过的开口。在合适的情况下，该上部端盖18可以设有旁路开口作为旁路机构的一部分，该旁路机构允许燃料绕过过滤介质。对于本领域的普通技术人员来说，旁路机构是众所周知的。
[0029]该上部端盖18包括一个大致呈圆形的水平的圆盘部24，该圆盘部24具有一连接到该过滤介质16的上端的环形的周长部。一个环形裙边26从圆盘部24轴向向下延伸朝向并进入该内部空间22。在该实施例中，该圆形的裙边26的圆周是连续的，且没有流体流动的开口。然而，该裙边可以形成流体流动开口以让更多的燃料流过该裙边。
[0030]此外，该端盖18包括轴向向下延伸并进入到该内部空间22的轴销28，以及多根肋条30。图示的轴销28是基本上沿该端盖18的中心轴和沿该过滤介质16的中心轴上居中设置。然而，在另一个实