用于流体供应系统的过滤器组件的制作方法

本实用新型涉及一种用于流体供应系统的过滤器组件，并且更具体地涉及配备有旁通功能的过滤器组件。

背景技术：

通常，发动机的流体供应系统配备有包括多个过滤器的过滤器组件，用以消除流过流体供应系统的流体中的污染物。过滤器通常与用于内燃系统和液压系统的润滑系统和燃料供应系统结合使用。另外，过滤器配备有可更换的过滤器介质。因而，可更换过滤器中的过滤器介质，而非更换整个过滤器。流入过滤器的已污染流体通过过滤器介质从而被过滤，且此后将已过滤的流体供应至内燃系统和液压系统。归因于污染物沉积在过滤器中，可在已污染流体的流动路径与已过滤流体的流动路径之间形成压力积聚。在这样的情况中，当压力积聚过量时，已过滤流体流过内燃系统和液压系统可能受到限制，这可能会妨碍操作并且潜在地损坏下游系统。为了克服压力积聚，过滤器结合当压力积聚过量时敞开的流体旁通。流体旁通允许已污染流体进入已过滤流体的流动路径，以防止下游系统出现任何故障。

美国专利8,083,938（在下文称作'938专利）公开了一种过滤器组件和过滤器元件。过滤器组件包括其中安装有过滤器元件的过滤器基座。过滤器元件包括由过滤器元件承载的旁通阀，其独立于过滤器基座而操作并且不与过滤器基座相互作用。'938专利还公开了包括通过将包括完整旁通阀的过滤器元件插入至过滤器基座中，使得过滤器基座的旁通阀结构变得无用来提供全新旁通阀用于过滤器组件的方法。然而，'938专利的旁通阀的位置增加了其更换的时间并且还增加了维修成本。另外，'938专利的流体过滤器由于设置在流体过滤器中的低效密封装置而容易出现故障。

技术实现要素：

一方面，本实用新型提供了一种用于流体供应系统的过滤器组件，所述过滤器组件包括：

壳体，其具有内表面、外表面和基部，所述壳体包括开口；

端盖，其可拆卸地联接至所述壳体；

过滤器装置，其具有内表面和外表面，所述过滤器装置同轴地设置在所述壳体内以限定所述过滤器装置的所述外表面与所述壳体的所述内表面之间的圆周腔，所述圆周腔与所述壳体的所述开口流体连通以接纳从所述流体供应系统进入所述圆周腔的流体；

空心中心管，其设置在所述过滤器装置内，所述空心中心管具有第一端和第二端，所述第一端紧固至所述壳体的所述基部且所述第二端包括收缩部，且其中所述空心中心管包括：

弹性构件，其具有第一端和第二端，所述弹性构件设置在所述空心中心管内，其中，所述弹性构件的所述第一端抵靠在所述壳体的所述基部上且所述弹性构件的所述第二端设置成紧靠所述空心中心管的所述第二端；以及

阀座，其设置在所述空心中心管内以及所述弹性构件的所述第二端与所述空心中心管的所述第二端处的所述收缩部之间，其中，所述阀座依靠所述弹性构件的弹力而邻接所述收缩部；

旁通阀，其具有第一端和第二端，所述第一端联接至所述端盖且所述第二端设置在所述过滤器装置内，所述旁通阀包括：

壳体壁，其限定其中的腔室，所述壳体壁包括允许所述圆周腔与所述腔室之间流体连通的一个或多个入口开口，以及允许所述腔室与所述空心中心管之间流体连通的出口开口；以及

阀构件，其具有第一端和第二端，其中，所述阀构件的所述第一端联接至所述阀座且所述阀构件的所述第二端与所述旁通阀的所述出口接合；

其中，当所述圆周腔中的所述流体的压力大于所述弹性构件的所述弹力时，所述阀构件从第一位置移位至第二位置，且其中所述阀构件在所述第一位置中依靠所述弹性构件的所述弹力与所述旁通阀的所述出口开口接合，且所述阀构件在所述第二位置中允许所述流体流入所述空心中心管。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于燃料供应系统的过滤器组件。过滤器组件包括具有内表面、外表面和基部的壳体。该壳体还包括开口。过滤器组件进一步包括可拆卸地联接至壳体的端盖。过滤器组件进一步包括具有内表面和外表面的过滤器装置。过滤器装置同轴地设置在壳体内以限定过滤器装置的外表面与壳体的内表面之间的圆周腔。圆周腔与壳体的开口流体连通以接纳从流体供应系统进入圆周腔中的流体。过滤器组件进一步包括设置在过滤器装置内的空心中心管。空心中心管具有第一端和第二端，该第一端紧固至壳体的基部且第二端包括收缩部。空心中心管进一步包括设置在空心中心管的外表面上的多个鳍片，该多个鳍片中的每一个在径向方向上向外朝过滤器装置延伸。空心中心管进一步包括具有第一端和第二端的弹簧构件。弹簧构件设置在空心中心管内，其中弹簧构件的第一端抵靠在壳体的基部上且弹簧构件的第二端设置成紧靠空心中心管的第二端。空心中心管进一步包括设置在空心中心管内以及弹簧构件的第二端与空心中心管的第二端处的收缩部之间的阀座，其中阀座依靠弹簧构件的弹力而邻接收缩部。过滤器组件进一步包括具有第一端和第二端的旁通阀，该第一端联接至端盖且第二端设置在过滤器装置内。旁通阀包括限定其中的腔室的壳体壁。壳体壁包括允许圆周腔与腔室之间流体连通的一个或多个入口开口以及允许腔室与空心中心管之间流体连通的一个出口开口。旁通阀进一步包括具有第一端和第二端的阀构件，其中阀构件的第一端联接至阀座且阀构件的第二端与旁通阀的出口接合。当圆周腔中的流体的压力大于弹簧的弹力时，阀构件从第一位置移位至第二位置，且其中阀构件在第一位置中依靠弹簧的弹力与旁通阀的出口开口接合，且阀构件在第二位置中允许流体流入空心中心管中。

本实用新型的过滤器组件具有结构简化设计，且过滤器组件中的各部件成本低，明显与现有技术的过滤器组件不同。另外，在压力积聚状态期间，即，当圆周腔与空心中心管之间存在压力差时，旁通阀设置成有效地使压力差最小化，由此防止过滤器组件和下游系统出现故障。简而言之，旁通阀在压力积聚状态期间将圆周腔中的流体旁通至空心中心管，由此消除过滤器组件中进一步的压力积聚升高，保障了下游系统正常可靠地运行。

通过以下描述和附图，本实用新型的其它特征和方面将显而易见。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施例的流体供应系统的框图；

图2是流体供应系统的过滤器组件的横截面图；

图3是图2的过滤器组件的端盖的仰视透视图；

图4是图2的过滤器组件的过滤器装置的横截面图；以及

图5是图2的过滤器组件的横截面的部分的俯视透视图。

具体实施方式

现在将详细参考具体实施例或特征，具体实施例或特征的实例在附图中加以说明。只要有可能，将在整个图式中使用对应或类似参考数字来指代相同或对应部分。另外，当存在相同类型的一个以上元件时共同地或个别地引用本文所述的各个元件。然而，这样的引用仅仅具有示例性本质。可以注意的是，除非随附权利要求书中明确地阐明，否则以单数形式对元件的任何引用也可以被解释为关于复数形式且反之亦然，而不将本实用新型的范围限于这样的元件的准确数量或类型。

图1说明流体供应系统10的示意框图。流体供应系统10包括经由流体流管路18连接的流体罐12、流体泵14以及过滤器组件16。流体泵14可以将流体罐12中的流体（诸如润滑油）供应至过滤器组件16。过滤器组件16可以是流体供应系统10内的若干部件中的一个并且适用于接纳流体泵14或流体供应系统10的一个或多个上游部件中的流体。在实施例中，过滤器组件16可以是润滑油过滤器、燃料过滤器、液压流体过滤器、冷却剂过滤器或促进流体的过滤的任何其它过滤器。悬浮在流体内的颗粒被过滤并且随后供应至下游系统20。在实施例中，下游系统20可以包括（但不限于）发动机、辅助齿轮箱和变速系统。另外，过滤器组件16可以定向成顶部-装载配置。顶部-装载配置允许从过滤器组件16上方的位置维护或进入过滤器组件16。

图2说明过滤器组件16的横截面图。过滤器组件16包括具有内表面24和外表面26的壳体22。内表面24和外表面26限定壳体22的厚度。图2中所示的壳体22具有圆形横截面。然而，在实例中，壳体22的横截面可以是正方形、矩形、多边形或椭圆形。壳体22可以安装或联接在流体供应系统10中的位置处以执行过滤流体的功能。壳体22进一步包括开口28，用于接纳进入壳体22中的流体。另选地，流体还可经由设置在壳体22中的辅助开口30供应至壳体22中。壳体22还包括头部32和基部34。

过滤器组件16进一步包括联接至壳体22的端盖36。具体地，端盖36以某种方式联接至壳体22的头部32，使得需要时可将端盖36从壳体22中拆卸下来。图2中所示的端盖36具有半圆形横截面。然而，将理解的是，端盖36可以设置成具有各种其它横截面，使得端盖36可联接至壳体22的头部32。另外，当端盖36从壳体22中拆卸下来时，端盖36还提供对壳体22中容置的部件的装入。在一个实施例中，端盖36可以可螺纹式联接至壳体22。在另一个实施例中，可以在端盖36与壳体22之间设置卡扣配合装置以促进端盖36分别易于联接至壳体22和从壳体22中拆卸下来。

过滤器组件16进一步包括同轴地设置在壳体22内的过滤器装置38。图2中所示的过滤器装置38具有圆形横截面。然而，将理解的是，过滤器装置38的横截面可以是正方形、矩形、多边形或椭圆形中的一个。过滤器装置38的横截面可以根据壳体22的横截面限定。在此设置中，过滤器装置38限定过滤器装置38的外表面81（图4中所示）与壳体22的内表面24之间的圆周腔40。圆周腔40与壳体22的开口28流体连通以接纳从流体供应系统10进入圆周腔40中的流体。

过滤器组件16进一步包括设置在过滤器装置38内的空心中心管42。在一个实施例中，空心中心管42可以同轴地设置在过滤器装置38内。空心中心管42具有第一端44和第二端46。空心中心管42的第一端44附接至壳体22的基部34且空心中心管42的第二端46设置成远离基部34。空心中心管42的第一端44可如图2中所示般紧固至壳体22的基部34。另外，空心中心管42的第二端46包括收缩部48。在实施例中，收缩部48可以被设置为如图2中所示向内延伸并且远离过滤器装置38的突出体。

空心中心管42进一步包括设置在空心中心管42的外表面（未示出）上的多个鳍片50。多个鳍片50中的每一个形成空心中心管42的整体部分并且在径向方向上朝过滤器装置38向外延伸。在一个实施例中，鳍片50可以被设置为从空心中心管42的外表面径向地延伸的个别突出体。在另一实施例中，螺旋突出体可以设置在空心中心管42的外表面上以类似于鳍片50而运作。另外，空心中心管42可以由包括塑料、金属的各种材料或本领域中已知的任何其它材料铸造而成。

空心中心管42进一步包括设置在空心中心管42内的弹性构件52，诸如弹簧。在一个实施例中，弹性构件52可以同轴地设置在空心中心管42内。弹性构件52具有第一端54和第二端56。当空心中心管42联接至壳体22时，弹性构件52的第一端54抵靠在壳体22的基部34上且弹性构件52的第二端56设置成紧靠空心中心管42的第二端46。具体地，弹性构件52的第一端54邻接壳体22的基部34且弹性构件52的第二端56抵靠在空心中心管42的收缩部48上。虽然本文的描述是关于弹簧，但是将理解的是，可以采用其它形式的弹性构件52（诸如弹性圆盘或隔膜）来代替弹簧。在这样的情况中，弹性圆盘或隔膜的圆周可以附接至空心中心管42的内表面。

空心中心管42还包括设置在空心中心管42内的阀座58。另外，阀座58设置在弹性构件52的第二端56与收缩部48之间。在这样的情况下，阀座58依靠弹性构件52的弹力而抵靠在收缩部48上。

为了控制压力积聚状态，过滤器组件16进一步包括设置在壳体22中的旁通阀60。旁通阀60具有第一端62和第二端64。旁通阀60的第一端62联接至端盖36的内表面70且旁通阀60的第二端64设置在过滤器装置38内，如图2中所示。旁通阀60的阀构件66设置在过滤器装置38内以与旁通阀60的第二端64接合。说明书中随后将描述旁通阀60辅助使过滤器组件16中的压力积聚最小化的方式。

在操作中，在过滤器组件16中的流体的过滤的正常情况下，接纳至圆周腔40中的流体在向内方向D1上径向地行进至过滤器装置38中并进行过滤。已过滤的流体进入空心中心管42，在向下方向D2上行进，通过供应开口68流出并且此后供应至下游系统20。

图3说明过滤器组件16的端盖36以及附接至其端盖36的旁通阀60的仰视透视图。为了说明目的，图3中说明没有阀构件66的旁通阀60。在一个实施例中，旁通阀60的第一端62可以可拆卸地与内表面70接合，使得在需要时可以更换旁通阀60。例如，旁通阀60的第一端62可以可螺纹式地联接至端盖36的内表面70。在另一实施例中，旁通阀60和端盖36可以被设置为单个部件。

旁通阀60包括限定其中的腔室74的壳体壁72。在一个实施例中，壳体壁72可以由热塑性材料、聚氨酯或丙烯酸制成。壳体壁72包括形成紧靠端盖36的内表面70的一个或多个入口开口76以及形成远离端盖36的内表面70的一个出口开口78。在一个实施例中，壳体壁72可以具有锥形横截面。换言之，壳体壁72的直径从旁通阀60的第一端62至旁通阀60的第二端64缩小。另外，第二端64处因此形成旁通阀60的直径，使得第二端64能够插入至空心中心管42中。另外，入口开口76与圆周腔40流体连通，由此允许圆周腔40与腔室74之间流体连通。也就是说，允许圆周腔40中的流体在第一流动路径F1（图4中所示）中流动并且占据腔室74中的空间。同样地，壳体壁72的出口开口78允许腔室74与空心中心管42之间流体连通。

图4说明过滤器组件16的过滤器装置38的横截面图。过滤器装置38包括内表面79和外表面81。内表面79可以被理解为紧靠阀构件66的内圆周表面且外表面81可以被理解为远离阀构件66的外圆周表面。过滤器装置38由第一密封构件80、第二密封构件82和内衬构件84包围。第一密封构件80固定至过滤器装置38的第一端86且第二密封构件82固定至过滤器装置38的第二端88。另外，第一密封构件80接触旁通阀60的壳体壁72的外表面，由此在其间提供密封，以限制流体进入空心中心管42。内衬构件84固定至过滤器装置38的内表面79。运用这样的设置，第一密封构件80、第二密封构件82和内衬构件84为过滤器装置38提供强度和组装。因而，过滤器装置38可以连同附接在过滤器装置38上的相应位置处的第一密封构件80、第二密封构件82和内衬构件84作为单个部件而制得。为了允许已过滤的流体进入空心中心管42，内衬构件84包括多个孔口90。因而，在向内方向D1上从圆周腔40进入过滤器装置38的流体被过滤并且此后通过孔口90而进入空心中心管42。随后，已过滤的流体流在向下方向D2上流动并且供应至下游系统20。

图4还示出了旁通阀60的阀构件66。阀构件66具有第一端92和第二端94。阀构件66的第一端92联接至阀座58且阀构件66的第二端94与旁通阀60的出口开口78接合。具体地，阀构件66的第二端94邻接壳体壁72的出口开口78的圆周，由此限制流体在流体过滤的正常情况下流过出口开口78。

在这种情况下，当圆周腔40中所含流体与空心中心管42之间存在压力差时，流体过滤最小化或停止。在这样的情况下，圆周腔40中的流体进入第一流动路径F1并且如图4中所示般在阀构件66的第二端94上施加压力。如图2中所示，阀座58依靠弹性构件52的弹力设置在空心中心管42中。因此，当圆周腔40中的流体的压力或施加在阀构件66上的流体的压力大于弹性构件52的弹力时，阀构件66从第一位置P1移位至第二位置P2。阀构件66在第一位置P1中依靠弹性构件52的弹力与出口开口78的圆周接合，且阀构件66在第二位置P2中允许流体流入空心中心管42。因此，如图4中所示，流体在第二流动路径F2中从腔室74流入空心中心管42。

图5说明过滤器组件16的横截面的一部分的俯视透视图。除由阀座58提供的支撑外，内衬构件84还包括支撑构件96以支撑阀构件66。在一个实施例中，支撑构件96可以是内衬构件84的同一整体部分。一个或多个臂98设置在支撑构件96中以增加支撑构件96的结构稳定性。臂98还在阀构件66从第一位置P1至第二位置P2的移位期间将阀构件66的移动限制在预定界限。另外，在第二流动路径F2中流出旁通阀60的腔室74的流体流过臂98之间的空间，并且随后进入空心中心管42，如图5中所示。

在另选实施例中，压力传感器（未示出）可以设置在圆周腔40中以测量接纳在圆周腔40中的流体的压力。另外，压力传感器可以设置成与控制器（未示出）连通。压力传感器可以配置成当圆周腔40中的流体的压力高于阈值压力时生成信号。该控制器可以配置成接收来自压力传感器的信号并且向操作者提供关于压力差状态的指示。因此，还可以向操作者提供发起过滤器组件16的维修程序的指示。

工业实用性

本实用新型涉及过滤器组件16。由于存在固定至过滤器组件16的过滤器装置38的相应表面的第一密封构件80、第二密封构件82和内衬构件84，过滤器装置38可被结构化为单个部件。在这样的情况下，过滤器装置38可以易于从过滤器组件16中拆卸脱离并且可以在过滤器装置38的更换期间或过滤器组件16的维护期间更换而不需要附加工作量。因此，本实用新型的过滤器组件16具有简易设计，且过滤器组件16的部件可以较低成本获得，由此使过滤器组件16的成本最小化，这与常规的过滤器组件不同。

另外，在压力积聚状态期间，即，当圆周腔40与空心中心管42之间存在压力差时，旁通阀60设置成有效地使压力差最小化，由此防止过滤器组件16和下游系统20出现故障。换言之，旁通阀60在压力积聚状态期间将圆周腔40中的流体旁通至空心中心管42，由此消除过滤器组件16中的任何进一步的压力积聚升高。

另外，当圆周腔40与空心中心管42之间的压力差降低时，由流体施加在阀构件66上的压力也降低。这样降低的压力状态允许阀构件66依靠弹性构件52的弹力而被推动并且抵靠在旁通阀60的出口开口78的圆周上，由此限制流体从旁通阀60至空心中心管42的任何进一步流动。运用这样的设置，本实用新型的过滤器组件16有效地控制流体流和流体通过过滤器组件16的过滤。

虽然上文已参考实施例具体示出并且描述了本实用新型的各方面，但是本领域技术人员将了解，在不脱离所公开的精神和范围的情况下通过修改所公开的机器、系统和方法可以设想各种另外的实施例。这些实施例应理解为落入基于本实用新型的权利要求书和任何等同物确定的本实用新型的保护范围内。