Фильтр в сборе с перепускной крышкой
Группа изобретений относится к перепускной крышке для фильтра в сборе и фильтру в сборе, содержащему перепускную крышку, и может быть использовано для разделения текучих сред в различных жидкостных системах, например в двигателях внутреннего сгорания. Фильтр в сборе содержит корпус, имеющий продольную ось, фильтрующий элемент, вставленный в корпус и включающий в себя фильтрационный материал, способный обеспечить отделение первой текучей среды от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от свойств первой текучей среды, при прохождении текучей среды через фильтрационный материал. Кроме того, фильтр включает первую торцевую крышку, связанную с первым концом фильтрационного материала, вторую торцевую крышку, связанную со вторым концом фильтрационного материала, и трубчатый элемент, простирающийся между первой и второй торцевыми крышками. Трубчатый элемент включает несколько отверстий. Фильтрационный материал простирается между первой торцевой крышкой и второй торцевой крышкой и вокруг внешней поверхности трубчатого элемента. Фильтр также включает перепускную крышку, связанную с первой торцевой крышкой фильтрующего элемента, имеющую по существу, круговое сечение, перпендикулярное продольной оси перепускной крышки. Перепускная крышка включает в себя входной участок, способный обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием основания фильтра и трубчатым элементом фильтрующего элемента, и выходной участок, способный обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием основания фильтра и внешней частью фильтрующего элемента. Входной участок перепускной крышки и выходной участок перепускной крышки находятся в разных положениях по окружности относительно центральной части перепускной крышки. Способ отделения первой текучей среды от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от первой текучей среды, включает в себя обеспечение наличия фильтра в сборе, поступление текучей среды из входного отверстия основания фильтра в перепускную крышку, направление текучей среды, поступившей из входного отверстия, во внутреннюю часть фильтрующего элемента через перепускную крышку, направление текучей среды из внутренней части фильтрующего элемента в фильтрационный материал фильтрующего элемента. Фильтрационный материал способен осуществлять отделение первой текучей среды от второй текучей среды при протекании текучей среды через фильтрационный материал во внешнюю часть фильтрующего элемента. Способ отделения также включает в себя направление первой текучей среды из внешней части фильтрующего элемента в выходное отверстие основания фильтра через перепускную крышку и направление по меньшей мере части второй текучей среды из фильтрационного материала в накопительную чашу. Направление текучей среды, поступившей из входного отверстия, во внутреннюю часть фильтрующего элемента, включает в себя направление текучей среды по существу в центральную часть перепускной крышки. Направление текучей среды из внешней части фильтрующего элемента в выходное отверстие основания фильтра включает в себя направление текучей среды по существу в центральную часть перепускной крышки. Техническим результатом группы изобретений является улучшение процесса отделения воды от топлива, а также повышение надежности работы двигателей. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к перепускной крышке для фильтра в сборе, содержащего перепускную крышку, а в частности, к перепускной крышке и фильтру в сборе для разделения текучих сред.
Предшествующий уровень техники
Двигатели, включая дизельные двигатели, двигатели с искровым зажиганием, бензиновые двигатели, двигатели, работающие на газообразном топливе, и другие двигатели внутреннего сгорания, способны работать более эффективно на топливе, из которого удалены загрязняющие вещества до момента его попадания в камеру сгорания двигателя. В частности, загрязненное топливо может привести к нежелательной работе двигателя и/или увеличить интенсивность износа деталей двигателя, например, компонентов топливной системы.
Эффективное удаление загрязнений из топливной системы дизельного двигателя имеет особенно важное значение. В некоторых дизельных двигателях воздух сжимается в камере сгорания, повышая тем самым температуру и давление воздуха, и при подаче топлива в камеру сгорания воспламеняет смесь топлива и воздуха. Наличие воды и/или других загрязнителей в топливе способно нарушать работу и/или приводить к повреждению, например, топливных форсунок, отверстия которых имеют жесткие допуски и профили, повышающие эффективность воспламенения и/или уменьшающие выбросы выхлопных газов. Кроме того, наличие воды в топливной системе может привести к серьезному повреждению двигателя и/или коррозии системы впрыска.
Системы фильтрации топлива служат для удаления загрязнений из топлива. Например, некоторые обычные топливные системы содержат: топливный фильтр, который удаляет воду и крупные твердые примеси; и другой топливный фильтр, который удаляет значительную часть оставшихся твердых частиц (т.е. мелкие загрязнения), например, мелкие твердые примеси. Однако, при определенных обстоятельствах, воду бывает трудно отделить от топлива. Например, если вода образовала эмульсию с топливом, то ее относительно сложно отделить от топлива. Кроме того, для некоторых видов топлива, например, топлива с добавкой биокомпонентов, отделение воды от топлива представляет собой более сложный процесс. Следовательно, представляется желательным создание фильтра в сборе с повышенной способностью отделения воды от топлива.
Попытка обеспечить требуемую фильтрацию описана Вейтом с соавт. в заявке на патент США № 2013/0146524 A1 ("публикация ’524"), опубликованной 13 июня 2013 года. В частности, в публикации ’524 раскрывается топливный фильтр, имеющий корпус с впускным отверстием для топлива, выпускным отверстием для очищенного топлива и выпускным отверстием для воды, отделенной от топлива. Фильтрующий элемент расположен в корпусе и отделяет входное отверстие для топлива и выпускное отверстие для топлива. Фильтрующий элемент содержит фильтрационный материал, выполненный в виде пустотелого элемента для фильтрации топлива, и гидрофобный топливопроницаемый разделительный материал, выполненный в виде пустотелого элемента для отделения воды от топлива. Разделительный материал расположен ниже по потоку от фильтрационного материала и расположен внутри фильтрационного материала или окружает фильтрационный материал. Между фильтрационным материалом и разделительным материалом находится конический желоб для сбора осадка, соединенный с выпускным отверстием для воды.
Хотя топливный фильтр, описанный в публикации ’524, предназначен для отделения воды от топлива, он не способен обеспечить достаточного отделения, когда вода образовала эмульсию с топливом или топливо содержит биокомпоненты. Таким образом, он не способен обеспечить нужную степень фильтрации топлива.
Раскрытые ниже перепускные крышки и фильтры в сборе направлены на преодоление одной или нескольких проблем, изложенных выше.
Краткое изложение существа изобретения
В соответствии с первым вариантом, перепускная крышка, выполненная для создания сообщения по текучей среде с внутренней частью фильтрующего элемента и внешней частью фильтрующего элемента, содержит внешнее кольцо и внутреннее кольцо, связанное с внешним кольцом. Перепускная крышка также содержит входной участок, способный обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием основания фильтра и внутренней частью фильтрующего элемента. Входной участок включает в себя первый участок внешнего кольца, первый участок внутреннего кольца и несколько плеч, простирающихся между первым участком внешнего кольца и первым участком внутреннего кольца. Плечи, по меньшей мере, частично образуют входной канал, способный обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием основания фильтра и внутренней частью фильтрующего элемента. Перепускная крышка дополнительно содержит выходной участок, способный обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием основания фильтра и внешней частью фильтрующего элемента. Выходной участок включает в себя второй участок внешнего кольца, второй участок внутреннего кольца и пластину, связанную с внутренним кольцом. Пластина содержит выходной канал, обеспечивающий сообщение по текучей среде между выходным отверстием основания фильтра и внешней частью фильтрующего элемента. Выходной участок включает в себя стенку, простирающуюся между вторым участком внешнего кольца и вторым участком внутреннего кольца, причем пластина и стенка разрывают сообщение по текучей среде между местом входа текучей среды во входной участок и местом входа текучей среды в выходной участок.
В соответствии с дополнительным вариантом, перепускная крышка, выполненная для создания сообщения по текучей среде с внутренней частью фильтрующего элемента и внешней частью фильтрующего элемента, содержит впускную секцию и выпускную секцию, связанную с впускной секцией. Перепускная крышка также содержит входной участок, образованный впускной секцией, и способный обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием основания фильтра и внутренней частью фильтрующего элемента. Входной участок содержит входной канал, способный обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием основания фильтра и внутренней частью фильтрующего элемента. Перепускная крышка дополнительно содержит выходной участок, образованный выпускной секцией и способный обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием основания фильтра и внешней частью фильтрующего элемента. Выходной участок содержит выходной канал, обеспечивающий сообщение по текучей среде между выходным отверстием основания фильтра и внешней частью фильтрующего элемента. Входной участок перепускной крышки способен обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием основания фильтра и внутренней частью фильтрующего элемента, по существу, в направлении к центральной части перепускной крышки, и выходной участок перепускной крышки способен обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием основания фильтра и внешней частью фильтрующего элемента, по существу, в направлении к центральной части перепускной крышки.
В соответствии с другим вариантом, способ направления текучей среды через фильтрующий элемент через перепускную крышку включает в себя поступление текучей среды из входного отверстия основания фильтра в перепускную крышку и направление текучей среды, поступившей из входного отверстия, во внутреннюю часть фильтрующего элемента через перепускную крышку. Способ дополнительно включает в себя направление текучей среды из внутренней части фильтрующего элемента через фильтрующий элемент во внешнюю часть фильтрующего элемента и направление текучей среды из внешней части фильтрующего элемента в выходное отверстие основания фильтра посредством перепускной крышки. Направление текучей среды, поступившей из входного отверстия, во внутреннюю часть фильтрующего элемента включает в себя направление текучей среды, по существу, в центральную часть перепускной крышки, а направление текучей среды из внешней части фильтрующего элемента в выходное отверстие основания фильтра включает в себя направление текучей среды, по существу, в центральную часть перепускной крышки.
В соответствии с дополнительным вариантом, фильтр в сборе включает в себя корпус, имеющий продольную ось и фильтрующий элемент, вставленный в корпус. Фильтрующий элемент включает в себя фильтрационный материал, способный отделять первую текучую среду от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от свойств первой текучей среды, при прохождении текучей среды через фильтрационный материал. Фильтрующий элемент дополнительно включает в себя: первую торцевую крышку, связанную с первым концом фильтрационного материала; вторую торцевую крышку, связанную со вторым концом фильтрационного материала; и трубчатый элемент, простирающийся между первой и второй торцевыми крышками. Трубчатый элемент включает в себя множество отверстий, а фильтрационный материал простирается между первой торцевой крышкой и второй торцевой крышкой и вокруг внешней поверхности трубчатого элемента. Фильтр в сборе дополнительно включает в себя перепускную крышку, связанную с первой торцевой крышкой фильтрующего элемента. Перепускная крышка включает в себя входной участок, способный обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием основания фильтра и трубчатым элементом фильтрующего элемента, и выходной участок, способный обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием основания фильтра и внешней частью фильтрующего элемента.
В соответствии с дополнительным вариантом, фильтр в сборе включает в себя корпус, имеющий продольную ось и фильтрующий элемент, вставленный в корпус. Фильтрующий элемент включает в себя фильтрационный материал, способный отделять первую текучую среду от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от свойств первой текучей среды, при прохождении текучей среды через фильтрационный материал. Фильтрационный материал включает в себя: внутреннюю часть; внешнюю часть; первую торцевую крышку, связанную с первым концом фильтрационного материала; и вторую торцевую крышку, связанную со вторым концом фильтрационного материала. Фильтр в сборе также включает в себя перепускную крышку, связанную с первой торцевой крышкой фильтрующего элемента. Перепускная крышка включает в себя входной участок, способный обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием основания фильтра и внутренней частью фильтрационного материала, и выходной участок, способный обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием основания фильтра и внешней частью фильтрационного материала. Фильтр в сборе также содержит накопительную чашу, соединенную с торцом корпуса на удалении от перепускной крышки, причем накопительная чаша способна вмещать, по меньшей мере, часть второй текучей среды. Фильтрующий элемент выполняется таким образом, что текучая среда, поступающая во внутреннюю часть фильтрационного материала через перепускную крышку, течет в первом продольном направлении ко второй торцевой крышке и затем в фильтрационный материал, а после поступления текучей среды в фильтрационный материал, первая текучая среда течет между внешней стороной фильтрационного материала и корпусом во втором продольном направлении к перепускной крышке.
В соответствии с другим вариантом, способ отделения первой текучей среды от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от свойств первой текучей среды, включает в себя поступление текучей среды из входного отверстия основания фильтра в перепускную крышку и направление текучей среды, поступившей из входного отверстия, во внутреннюю часть фильтрующего элемента через перепускную крышку. Способ также включает в себя направление текучей среды из внутренней части фильтрующего элемента в фильтрационный материал фильтрующего элемента, причем фильтрационный материал способен отделять первую текучую среду от второй текучей среды при прохождении текучей среды через фильтрационный материал к внешней части фильтрующего элемента. Способ дополнительно включает в себя направление первой текучей среды из внешней части фильтрующего элемента в выходное отверстие основания фильтра через перепускную крышку и направление, по меньшей мере, части второй текучей среды из фильтрационного материала в накопительную чашу. Направление текучей среды, поступившей из входного отверстия, во внутреннюю часть фильтрующего элемента включает в себя направление текучей среды, по существу, в центральную часть перепускной крышки, а направление текучей среды из внешней части фильтрующего элемента в выходное отверстие основания фильтра включает в себя направление текучей среды, по существу, в центральную часть перепускной крышки.
Краткое описание чертежей
На рис. 1 представлен вид в перспективе примера осуществления фильтра в сборе.
На рис. 2 представлен вид в разрезе сбоку примера осуществления фильтра в сборе, изображенного на рис. 1, в одном ракурсе.
На рис. 3 представлен вид в разрезе сбоку примера осуществления фильтра в сборе, изображенного на рис. 1, в другом ракурсе.
На рис. 4 представлен частичный вид в разрезе сбоку примера осуществления фильтра в сборе, изображенного на рис. 1.
На рис. 5 представлен вид в разрезе сбоку примера осуществления перепускной крышки, в одном ракурсе.
На рис. 6 представлен вид в разрезе сбоку примера осуществления перепускной крышки, изображенной на рис. 5, в другом ракурсе.
На рис. 7 представлен вид в перспективе примера осуществления фильтрующего элемента.
Подробное описание изобретения
На рис. 1-4 представлен пример осуществления фильтра 10 в сборе. Фильтр 10 в сборе, представленный на рис. 1-4 может использоваться для фильтрования текучих сред, например, топлива, смазочных материалов, охлаждающих жидкостей и рабочей жидкости в машине. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления фильтр 10 в сборе может использоваться в качестве фильтра/водоотделителя, что рассматривается более подробно ниже, и/или в качестве воздушного фильтра. Предполагаются и другие виды использования. Например, на рис. 1-4 представлен примерный вариант осуществления фильтра 10 в сборе, который лучше отделяет первую текучую среду от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от свойств первой текучей среды (например, отделение воды от топлива).
Примерный фильтр 10 в сборе, изображенный на рис. 1-4, содержит основание 12 фильтра, способное присоединять фильтр 10 в сборе к машине, корпус 14, присоединяемый к основанию 12 фильтра, и фильтрующий элемент 16, вставляемый в корпус 14. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, например, вариантом осуществления, представленном на рис. 1-4, корпус 14 и фильтрующий элемент 16 изготовлены разъемными. Скорее, корпус 14 и фильтрующий элемент 16 представляют собой отдельные части, причем фильтрующий элемент 16 вставляется и вынимается из корпуса 14 путем «завинчивания» или как «картридж» во время обслуживания и/или замены.
Примерное снование 12 фильтра включает в себя монтажный кронштейн 18, по меньшей мере, с одним отверстием 20 (например, с тремя отверстиями 20) для установки крепежных элементов при креплении основания 12 фильтра к машине. Предполагаются другие варианты крепления. Основание 12 фильтра также включает в себя выступающую часть 22 и приемную часть 24 для присоединения корпуса 14. Выступающая часть 22 служит для отделения приемной части 24 от монтажного кронштейна 18 и создания зазора для корпуса 14 и фильтрующего элемента 16. Приемная часть 24 может включать в себя соединительный элемент 26 (например, включающий участок с резьбой), способный входить в зацепление с дополнительным соединительным элементом 28 (например, включающим участок с резьбой) корпуса 14, как показано на рис. 4. Приемная часть 24 основания 12 фильтра также включает в себя трубчатый участок 30, способный уплотнять и входить в зацепление с частью перепускной крышки 32, размещаемой между приемной частью 24 основания 12 фильтра и фильтрующим элементом 16, когда фильтрующий элемент 16 и корпус 14 соединены с основанием 12 фильтра
В показанном примерном варианте осуществления соединительный элемент 26 и трубчатый участок 30 приемной части 24 и перепускная крышка 32 образуют входную полость 34 (например, по существу кольцевидную полость) и выходную полость 36 (например, по существу, цилиндровидную полость), направленную радиально внутрь относительно входной полости 34. Приемная часть 24 основания 12 фильтра включает в себя входное отверстие 38, находящееся в сообщении по текучей среде с входной полостью 34, и выходное отверстие 40, находящееся в сообщении по текучей среде с выходной полостью 36. Входное отверстие 38 соединяется с трубопроводом системы текучей среды, например, топливной системы, системы смазки, гидравлической системы или системы охлаждения, а в отверстие поступает текучая среда для фильтрации в фильтре 10 в сборе. Выходное отверстие 40 соединяется с трубопроводом для системы текучей среды, так что текучая среда, выходящая из фильтра 10 в сборе, возвращается в систему текучей среды после фильтрации.
Фильтр 10 в сборе образует продольную ось X, а основание 12 фильтра, корпус 14, перепускная крышка 32 и фильтрующий элемент 16 образуют соответствующие продольные оси, которые, по существу, параллельны (например, коллинеарны) продольной оси X фильтра 10 в сборе. Корпус 14 имеет первый конец 42, второй противоположный конец 44 и часть 46 корпуса, проходящую между ними. Как показано на рис. 2, первый конец 42 и второй конец 44 являются проходными.
Как показано на рис. 4-6, перепускная крышка 32 потока способна обеспечить посадку основания 12 фильтра и первого конца 48 фильтрующего элемента 16. В частности, перепускная крышка 32 способна обеспечить сообщение по текучей среде между основанием 12 фильтра и внутренней частью 50 фильтрующего элемента 16 и внешней частью 52 фильтрующего элемента 16. Как показано на рис. 4 и 5, перепускная крышка 32 включает в себя входной участок 54, способный обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием 38 основания 12 фильтра и внутренней частью 50 фильтрующего элемента 16 (например, внутренней цилиндрической камерой 56 фильтрующего элемента 16). Как показано на рис. 4 и 6, перепускная крышка 32 также включает в себя выходной участок 58, способный обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием 40 основания 12 фильтра и внешней частью 52 фильтрующего элемента 16 (например, внешней цилиндрической поверхностью 60 фильтрующего элемента 16).
Перепускная крышка 32, изображенная на рис. 2-7, обладает, по существу, круговым сечением, перпендикулярным продольной оси перепускной крышки 32, которая, по существу, параллельна (например, коллинеарна) продольной оси X фильтра 10 в сборе, при условии, что перепускная крышка 32 соединена с основанием 12 фильтра, корпусом 14 и фильтрующим элементом 16. Как показано на рисунке перепускная крышка 32 содержит впускную секцию 62 и выпускную секцию 64, связанную с впускной секцией 62. Например, в представленном примере изобретения, впускная секция 62 располагается в другом положении по окружности по сравнению с выпускной секцией 64 относительно перепускной крышки 32. В частности, впускная секция 62, по существу, соответствует первому сектору перепускной крышки 32, а выпускная секция 64, по существу, соответствует второму сектору перепускной крышки 32. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, перепускная крышка 32 содержит на противоположных сторонах окружности две впускные секции 62, отделенные по окружности друг от друга противоположными выпускными секциями 64. Предполагается, что перепускная крышка 32 может иметь разное число впускных секций 62 и/или выпускных секций 64, исходя из различных соображений и требуемых свойств потока.
На изображенной перепускной крышке 32 (см. рис. 4 и 5), входной участок 54 перепускной крышки 32 образован входной секцией 62, причем входной участок 54 способен обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием 38 основания 12 фильтра и внутренней частью 50 фильтрующего элемента 16. Например, входной участок 54 включает в себя входной канал 68, способный обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием 38 основания 12 фильтра и внутренней частью 50 фильтрующего элемента 16. Как показано на рис. 4 и 6, выходной участок 58 перепускной крышки 32 образован выпускной секцией 64, причем выходной участок 58 способен обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием 40 основания 12 фильтра и внешней частью 60 фильтрующего элемента 16. Например, выходной участок 58 включает в себя выходной канал 70, способный обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием 40 основания 12 фильтра и внешней частью 60 фильтрующего элемента 16. В изображенном примере осуществления, входной участок 54 перепускной крышки 32 способен обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием 38 основания 12 фильтра и внутренней частью 50 фильтрующего элемента 16 в направлении к центральной части 66 перепускной крышки 32. Подобным образом выходной участок 58 перепускной крышки 32 способен обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием 40 основания 12 фильтра и внешней частью 52 фильтрующего элемента 12 в направлении к центральной части 66 перепускной крышки 32.
Как показано, перепускная крышка 32 содержит внешнее кольцо 72 и внутреннее кольцо 74, связанное с внешним кольцом 72 и являющееся внутренним относительно внешнего кольца 72 (например, внутренним в радиальном направлении относительно внешнего кольца 72). Входной участок 54 перепускной крышки 32 содержит первый участок 76 внешнего кольца 72 и первый участок 78 внутреннего кольца 74. Выходной участок 58 перепускной крышки 32 содержит второй участок 80 внешнего кольца 72 и второй участок 82 внутреннего кольца 74.
Входной участок 54 перепускной крышки 32 содержит несколько плеч 84, простирающихся между первым участком 76 внешнего кольца 72 и первым участком 78 внутреннего кольца 74. Плечи 84, по меньшей мере, частично образуют один или несколько входных каналов 68, способных обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием 38 основания 12 фильтра и внутренней частью 50 фильтрующего элемента 16. Перепускная крышка 32 также содержит пластину 86, связанную с внутренним кольцом 74, причем пластина 86 содержит один или несколько выходных каналов 70 выходного участка 58. Выходной участок 58 также содержит стенку 88, простирающуюся между вторым участком 80 внешнего кольца 72 и вторым участком 82 внутреннего кольца 74. В примере, показанном на рис. 4, пластина 86 представляет собой, по существу, круговой диск, а выходной канал 70 представляет собой секторообразный канал сквозь пластину 86 (например, вдоль продольной оси перепускной крышки 32). В соответствии с приведенным примерным вариантом осуществления, пластина 86 и стенка 88 разрывают сообщение по текучей среде между местом входа текучей среды во входной участок 54 перепускной крышки 32 и местом входа текучей среды в выходной участок 58 перепускной крышки 32.
В соответствии с приведенным примерным вариантом осуществления, перепускная крышка 32 обладает, по существу, круговым сечением, перпендикулярным продольной оси перепускной крышки 32, а плечи 84 входного участка 54 простираются в радиальном направлении между первым участком 76 внешнего кольца 72 и первым участком внутреннего кольца 74. Подобным образом, стенка 88 выходного участка 58 простирается между вторым участком 80 внешнего кольца 72 и вторым участком 82 внутреннего кольца 74 (например, наклонно относительно продольной оси перепускной крышки 32).
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, первый участок 76 внешнего кольца 72 включает в себя внутренний участок 90, способный упираться в первую торцевую крышку 92, связанную с фильтрующим элементом 16 (см. рис. 4). Внутренний участок 90 способен разрывать сообщение по текучей среде между входным каналом 68 и внешней частью 52 фильтрующего элемента 16. В соответствии с показанным примерным вариантом осуществления, второй участок 80 внешнего кольца 72 не включает в себя соответствующий внутренний участок внешнего кольца 72, а сообщение по текучей среде осуществляется между выходным каналом 70 и внешней частью 52 фильтрующего элемента 16.
В показанном примерном варианте осуществления, пластина 86 образует в радиальном направлении выходную полость 36 (например, трубчатый участок 30 основания 12 фильтра), которая находится в сообщении по текучей среде с выходным каналом 70 в пластине 86. Перепускная крышка 32 дополнительно содержит фланец 94 (например, образующий, по существу, стенку с цилиндрическим профилем), простирающийся со стороны пластины 86 напротив выходной полости 36, причем фланец 94 разрывает сообщение по текучей среде между местом входа текучей среды во внутреннюю часть 50 фильтрующего элемента 16 и текучей средой, текущей через выходной канал 70 к выходной полости 36. Фланец 94 выполнен таким образом, чтобы отделять пластину 86 от первой торцевой крышки 92, связанной с фильтрующим элементом 16. В соответствии с примером осуществления, фланец 94 имеет одно или несколько отверстий 96, способных образовывать сообщение по текучей среде между одним или несколькими входными каналами 68 и внутренней частью 50 фильтрующего элемента 16.
Фильтр 10 в сборе также содержит уплотнительный элемент 98 (например, уплотнительное кольцо), связанное с внешним кольцом 72 перепускной крышки 32, способный обеспечить уплотнение по текучей среде между внешним кольцом 72 и, по меньшей мере, одного из оснований 12 фильтра и корпусом (14). Как показано на рис. 4, внешнее кольцо 72 содержит выступ 100, простирающийся наружу от внешнего кольца 72 (например, наружу в радиальном направлении), а уплотнительный элемент 98 имеет углубление 102, способное вмещать выступ 100. В показанном примере осуществления уплотнительный элемент 98 зажимается между частью основания 12 фильтра и соответствующей концевой частью корпуса 14 после того, как фильтрующий элемент 16 и перепускная крышка 32 собраны и вставлены в корпус 14, а сам корпус 14 соединен с основанием 12 фильтра.
Фильтр 10 в сборе также содержит уплотнительный элемент 104, связанный с внутренним кольцом 74 перепускной крышки 32, который способен осуществлять разрыв потока текучей среды между входным отверстием 38 основания 12 фильтра и выходным отверстием 40 основания 12 фильтра, сохраняя, например, пропускание текучей среды через фильтрующий элемент 16, когда текучая среда течет: из входного отверстия 38 во входную полость 34; через входной канал 68 во внутреннюю часть 50 фильтрующего элемента 16; через фильтрующий элемент 16 во внешнюю часть 52 фильтрующего элемента 16; через выпускной канал 70 перепускной крышки 32 в выходную полость 36; и через выходное отверстие 40 (см. рис. 2 и 3). Уплотнительный элемент 104 представляет собой, по существу, уплотнение цилиндрической формы, зажатое между внутренней поверхностью внутреннего кольца 74 перепускной крышки 32 и внешней поверхностью трубчатого участка 30 основания 12 фильтра. Уплотнительный элемент 104 формируется на внутренней поверхности внутреннего кольца 74, причем внутренняя поверхность может включать в себя одну или несколько выемок 106 (см. рис. 6 и 7), способных вмещать соответствующие части уплотнительного элемента 104.
Согласно некоторым вариантам осуществления, перепускная крышка 32 может использоваться для направления потока текучей среды в фильтрующий элемент 16 и из него. Например, как показано стрелками на рис. 2 и 3, способ направления текучей среды через фильтрующий элемент 16 через перепускную крышку 32 включает в себя поступление текучей среды из входного отверстия 38 основания 12 фильтра в перепускную крышку 32 и направление текучей среды, поступившей из входного отверстия 38, во внутреннюю часть 50 фильтрующего элемента 16 через перепускную крышку 32. Способ дополнительно включает в себя: направление текучей среды из внутренней части 50 фильтрующего элемента 16 через фильтрующий элемент 16 во внешнюю часть 52 фильтрующего элемента 16; и направление текучей среды из внешней части 52 фильтрующего элемента 16 в выходное отверстие 40 основания 12 фильтра через перепускную крышку 32; причем направление текучей среды, поступившей с входного отверстия 38, во внутреннюю часть 50 фильтрующего элемента 16 включает в себя направление текучей среды, по существу, в центральную часть 66 перепускной крышки 32. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, направление текучей среды из внешней части 52 фильтрующего элемента 16 в выходное отверстие 40 основания 12 фильтра также включает в себя направление текучей среды, по существу, в центральную часть 66 перепускной крышки 32.
Как отмечено выше, некоторые варианты осуществления перепускной крышки 32 обладают, по существу, круговым сечением, перпендикулярным продольной оси перепускной крышки 32, а направление текучей среды в центральную часть 66 перепускной крышки 32 включает в себя направление текучей среды, по существу, в центральную часть 66 перепускной крышки 32.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, способ направления текучей среды во внутреннюю часть 50 фильтрующего элемента 16 включает в себя направление текучей среды, по существу, в первом направлении, а направление текучей среды из внешней части 52 фильтрующего элемента 16 включает в себя направление текучей среды, по существу, во втором направлении, которое отличается от первого направления. Например, первое и второе направления могут быть противоположны друг другу, или первое и второе направления могут быть под углом (например, наклонным или перпендикулярным) относительно друг друга. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, способ также включает в себя разрыв сообщения по текучей среде между текучей средой, поступившей из входного отверстия 38 основания 12 фильтра и текучей средой, поступившей в выходное отверстие 40 основания 12 фильтра, сохраняя пропускание текучей среды через фильтрующий элемент 16. Фильтр 10 в сборе, изображенный на рис. 1-7, может использоваться этими способами.
Как показано на рис. 2, фильтр 10 в сборе включает в себя накопительную чашу 108, соединенную со вторым концом 44 корпуса 14 на удалении от перепускной крышки 32. Накопительная чаша 108 способна принимать, по меньшей мере, часть текучей среды, отделенной от другой текучей среды, когда текучая среда проходит через фильтрующий элемент 16 (например, воду, отделенную от топлива). В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, уплотнительный элемент 109 прижимается к накопительной чаше 108, после присоединения фильтрующего элемента 16 к накопительной чаше 108, посредством корпуса 14, обеспечивая герметичность соединения между корпусом 14 и накопительной чашей 108.
Корпус 14, фильтрующий элемент 16 и/или перепускная крышка 32 определяют поперечное сечение, которое является, по существу: круговым, овальным и/или полигональным. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, поперечное сечение, по существу, является постоянным вдоль продольной длины корпуса 14 и/или фильтрующего элемента 16. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, поперечные сечения могут меняться вдоль продольной длины корпуса 14 и/или фильтрующего элемента 16. Поперечные сечения могут выбираться исходя из различных соображений, например, размера и формы свободного пространства в месте расположения фильтра 10 в сборе на машине.
Как показано на рис. 2-4, фильтр 10 в сборе включает в себя первую торцевую крышку 92, соединенную с первым концом фильтрующего элемента 16. Например, первая торцевая крышка 92 включает в себя верхнюю пластину 110, а верхняя пластина 110 соединена с первым концом 112 трубчатого элемента 114 фильтрующего элемента 16. Фильтрующий элемент 16 также включает в себя вторую торцевую крышку 116, содержащую нижнюю пластину 118, соединенную со вторым концом 120 трубчатого элемента 114. Первая торцевая крышка 92 включает в себя фланец 122, способный входить в зацепление с первым концом 112 трубчатого элемента 114, а вторая торцевая крышка 116 включает в себя фланец 124, способный входить в зацепление со вторым концом 120 трубчатого элемента 114. В показанном примерном варианте осуществления, трубчатый элемент 114 простирается через внутреннюю часть 50 фильтрующего элемента 16.
В примерном варианте осуществления фильтра 10 в сборе, фильтрующий элемент 16 включает в себя фильтрационный материал 126, способный отделять первую текучую среду от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от свойств первой текучей среды, при прохождении текучей среды через фильтрационный материал 126. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, первая торцевая крышка 92 связана с первым концом фильтрационного материала 126 (например, первая торцевая крышка 92 соединена с первым концом фильтрационного материала 126), а вторая торцевая крышка 116 связана со вторым концом фильтрационного материала 126 (например, вторая торцевая крышка 116 соединена со вторым концом фильтрационного материала 126). Фильтрующий элемент 116 включает в себя трубчатый элемент 114, например, как показано на рис. 2-4, проходящий между первой торцевой крышкой 92 и второй торцевой крышкой 116, причем трубчатый элемент 114 имеет множество отверстий 128, обеспечивающих сообщение по текучей среде между внутренней частью 50 фильтрующего элемента 16 и фильтрационным материалом 126. Как показано, фильтрационный материал 126 простирается между первой торцевой крышкой 92 и второй торцевой крышкой 116 и вокруг внешней поверхности 130 трубчатого элемента 114. В показанном фильтре 10 в сборе перепускная крышка 32 связана с первой торцевой крышкой 92 фильтрующего элемента 16. Входной участок 54 перепускной крышки 32 способен обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием 38 основания 12 фильтра и трубчатым элементом 114 фильтрующего элемента 16. Выходной участок 58 перепускной крышки 32 способен обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием 40 основания 12 фильтра и внешней частью 52 фильтрующего элемента 16.
В примере осуществления, трубчатый элемент 114 имеет продольную ось и простирается между первой торцевой крышкой 92 и второй торцевой крышкой 116, а продольная ось трубчатого элемента 92, по существу, параллельна (например, коллинеарна) продольной оси X фильтра 10 в сборе.
В примере осуществления, изображенном на рис. 2-7, фильтрационный материал 126 способен отделять первую текучую среду от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от свойств первой текучей среды, при прохождении текучей среды через фильтрационный материал 126. Например, фильтрационный материал 126 способен отделять воду от топлива, даже в том случае, если топливо содержит небольшой процент воды, которая проходит через фильтрационный материал 126. Например, фильтрационный материал 126 может включать в себя фильтрующее вещество, которое стремится коалесцировать воду, поскольку текучая среда, содержащая воду, проходит от внутренней части 50 к внешней части 52 фильтрующего элемента 16 (например, когда текучая среда, содержащая воду, проходит от одной цилиндрической поверхности к другой). Например, фильтрационный материал 126 может содержать вещества на основе бумаги или вспененного материала и иметь гофрированный профиль. В соответствии с некоторыми вариантами, фильтрационный материал 126 выполняется способным удерживать твердые частицы, находящиеся текучей среде, которая поступает в фильтрующий элемент 16 из основания 12 фильтра. В соответствии с некоторыми вариантами, фильтрующий элемент 16 может использовать ровинг 132 (например, намотанный по спирали), способный крепить фильтрационный материал 126 к трубчатому элементу 114. Хотя в примерном варианте осуществления показан ровинг 132, намотанный по спирали, предполагаются и альтернативные способы соединения фильтрационного материала 126 с трубчатым элементом 114.
Как показано на рис. 2 и 3 фильтрационный материал 126 простирается между первой торцевой крышкой 92 и второй торцевой крышкой 116 и вокруг внешней поверхности 130 трубчатого элемента 114, образуя зазор 134 (например, кольцевой зазор) между внешней поверхностью 136 фильтрационного материала 126 и внутренней поверхностью 138 корпуса 14, после помещения фильтрующего элемента 16 в корпус 14. В примере осуществления, текучая среда, поступающая в фильтрующий элемент 16, попадает во внутреннюю часть 50 фильтрующего элемента 16 (например, в трубчатый элемент 114). Затем текучая среда поступает в фильтрационный материал 126 (например, через отверстия 128 трубчатого элемента 114) и через фильтрационный материал 126 на внешнюю поверхность 136 фильтрационного материала 126. Затем текучая среда поступает в зазор 134 между внутренней поверхностью 138 корпуса 14 и внешней поверхностью 136 фильтрационного материала 126.
Как показано на рис. 2 и 3, корпус 14 и вторая торцевая крышка 116 выполнены таким образом, что, по меньшей мере, часть текучей среды, отделенная от текучей среды, входящей в фильтр 10 в сборе, течет от первой стороны 140 второй торцевой крышки 116 ко второй стороне 142 второй торцевой крышки 116, находящейся напротив первой торцевой крышки 92. Зазор между второй торцевой крышкой 116 и корпусом 14 способен создать кольцевое отверстие или один или несколько каналов, образующих сообщение по текучей среде между первой стороной 140 и второй стороной 142 второй торцевой крышки 116. При прохождении текучей среды через фильтрационный материал 126, часть текучей среды стремится коалесцировать и отделяться от остальной части текучей среды (например, вода стремится коалесцировать и отделяться от топлива). Часть, отделенная от остальной части текучей среды, проходит мимо второй торцевой крышки 116 и собирается в накопительной чаше 108. Остальная часть отфильтрованной текучей среды или вторая часть отфильтрованной текучей среды поступает в зазор 134, к первой торцевой крышке 92 и в выходную полость 36 перепускной крышки 32 (см. рис. 4 и 6) через выпускной канал 70 в пластине 86. Отфильтрованная текучая среда из выходной полости 36 поступает в выходное отверстие 40 основания 12 фильтра. В результате первая часть текучей среды (например, вода) течет от первой стороны 140 второй торцевой крышки 116 ко второй стороне 142 второй торцевой крышки 116, но не поступает в перепускную крышку 32 через зазор 134. Скорее эта часть текучей среды собирается в накопительной чаше 108. Вторая часть текучей среды течет из зазора 134 по направлению к первой торцевой крышке 92 через выходной участок 58 перепускной крышки 32, через выходное отверстие 40 и, например, обратно в топливную систему машины.
Как показано на рис. 2 и 3, второй конец 44 корпуса 14 имеет участок с резьбой 144, способный соединяться дополнительным участком с резьбой 146 накопительной чаши 108. Уплотнительный элемент 109 прижимается к накопительной чаше 108 после присоединения корпуса 14 к накопительной чаше 108, обеспечивая герметичность соединения между корпусом 14 и накопительной чашей 108.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, фильтр 10 в сборе включает в себя наружный слой 148, по меньшей мере, частично покрывающий внешнюю поверхность 136 фильтрационного материала 126 (см. рис. 7). Например, наружный слой 148 может быть обернут вокруг внешней поверхности 136 фильтрационного материала 126. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, наружный слой 148 может покрывать ровинг 132 в вариантах осуществления, которые используют ровинг 132. В некоторых вариантах осуществления, ровинг 132 располагается радиально наружу относительно наружного слоя 148, удерживая наружный слой 148 на месте. Наружный слой 148 способен пропускать первую текучую среду (например, топливо) через наружный слой 148 и способствовать дополнительному отделению и/или коалесцированию второй текучей среды (например, воды), например, не пропуская вторую текучую среду через наружный слой 148.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, наружный слой 148 может выполняться из одного или нескольких разных типов материала. Например, как показано на рис. 7, верхняя часть наружного слоя 148 может включать в себя барьерный слой 149, способный обеспечить протекание через него первой текучей среды, одновременно предотвращая протекание через него второй текучей среды. Нижняя часть наружного слоя 148 может выполняться из материала другого типа. Например, нижняя часть наружного слоя 148 может содержать коалесцирующий слой 151, способный дополнительно отделять и/или коалесцировать первую текучую среду от второй текучей среды. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, по меньшей мере, часть (например, весь) наружного слоя 148 может представлять собой сетчатый материал, например, способный дополнительно отделять первую текучую среду от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от свойств первой текучей среды, при прохождении текучей среды через наружный слой 148. Материал сетки, например, может иметь размер ячейки от 50 мкм до 500 мкм. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, по меньшей мере, часть наружного слоя 148 содержит фильтрационный материал, например, фильтровальную бумагу и/или фильтровальный вспененный материал. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, по меньшей мере, часть наружного слоя 148 содержит синтетические материалы сверхвысокой эффективности. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, по меньшей мере, часть наружного слоя 148 содержит отталкивающие вещества, способствующие отделению первой текучей среды и второй текучей среды друг от друга. Например, наружный слой 148 может выполняться водоотталкивающим, позволяя отделять воду от другой текучей среды, например, топлива.
В некоторых вариантах осуществления, как показано на рис. 7, наружный слой 148 покрывает лишь часть внешней поверхности 136 фильтрационного материала 126. Например, наружный слой 148 может покрывать, по меньшей мере, 90%, по меньшей мере, 80%, по меньшей мере, 75%, по меньшей мере, 50%, по меньшей мере, 25%, по меньшей мере, 20% или, по меньшей мере, 10% внешней поверхности 136. В примере осуществления, показанном на рис. 7, первая часть наружного слоя 148 (например, барьерный слой 149) связана с внешней поверхностью 136, так что барьерный слой 149 простирается примерно на 80% от первой торцевой крышки 92 ко второй торцевой крышке 116, но не захватывает вторую торцевую крышку 116. Коалесцирующий слой 151 покрывает оставшиеся 20% до второй торцевой крышки 116. Предполагается, что вместо этого наружный слой 148 может проходить от второй торцевой крышки 116 по направлению к первой торцевой крышке 92, но, не захватывая первую торцевую крышку 92. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, наружный слой 148 может простираться между первой торцевой крышкой 92 и второй торцевой крышкой 116, не доходя ни до первой торцевой крышки 92, ни до второй торцевой крышки 116. Объем покрытия наружным слоем 148 внешней поверхности 136 фильтрационного материала 126 может быть рассчитан для достижения требуемого уровня отделения первой текучей среды из второй текучей среды. В некоторых вариантах осуществления, наружный слой 148 покрывает большую часть внешней поверхности 136 фильтрационного материала 126. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, наружный слой 148 может выполняться более чем из одного слоя материала. Предполагается, что разные слои наружного слоя 148 могут выполняться из одного и того же материала или из разных типов материала.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, фильтрующий элемент 16 выполняется таким образом, что текучая среда, поступающая в трубчатый элемент 114 через перепускную крышку 32, течет в первом продольном направлении ко второй торцевой крышке 116, а затем в фильтрационный материал 126. После поступления текучей среды в фильтрационный материал 126, первая текучая среда (например, топливо) протекает через фильтрационный материал 126 и наружный слой 148 (при наличии), а затем течет во втором направлении между внешней поверхностью 136 фильтрационного материала 126 и корпусом 14 через зазор 134 в продольном направлении к перепускной крышке 32. В соответствии с приведенным примерным вариантом осуществления, фильтрующий элемент 16 выполнен таким образом, что после поступления текучей среды в фильтрационный материал 126, вторая текучая среда (например, текучая среда, отделенная от первой текучей среды) течет по существу в первом направлении к ванне отстойника 108.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, фильтр 10 в сборе может использоваться для отделения первой текучей среды от второй текучей среды. Например, способ отделения первой текучей среды от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от свойств первой текучей среды, включает в себя прием текучей среды из входного отверстия 38 основания 12 фильтра в перепускной крышке 32. Способ также включает в себя направление текучей среды, поступившей из входного отверстия 38, во внутреннюю часть (50) фильтрующего элемента 16 при посредстве перепускной крышки 32. Способ также включает в себя направление текучей среды из внутренней части 50 фильтрующего элемента 16 в фильтрационный материал 126 фильтрующего элемента 16, причем фильтрационный материал 126 способен отделять первую текучую среду от второй текучей среды при прохождении текучей среды через фильтрационный материал 126 к внешней части 52 фильтрующего элемента 16. Способ также включает в себя направление первой текучей среды из внешней части 52 фильтрующего элемента 16 в выходное отверстие 38 основания 12 фильтра через перепускную крышку 32. Способ также включает в себя направление, по меньшей мере, части второй текучей среды из фильтрационного материала 126 в накопительную чашу 108. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления способа, направление текучей среды, поступившей из входного отверстия 38, во внутреннюю часть 50 фильтрующего элемента 16 включает в себя направление текучей среды, по существу, в центральную часть 66 перепускной крышки 32, и направление текучей среды из внешней части 52 фильтрующего элемента 16 в выходное отверстие 40 основания 12 фильтра включает в себя направление текучей среды, по существу, в центральную часть 66 перепускной крышки.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления способа, перепускная крышка 32 обладает, по существу, круговым сечением, перпендикулярным продольной оси перепускной крышки 32, а направление текучей среды в центральную часть 66 перепускной крышки 32 включает в себя направление текучей среды, по существу, в центральную часть 66 перепускной крышки 32. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, способ направления текучей среды во внутреннюю часть 50 фильтрующего элемента 16 включает в себя направление текучей среды, по существу, в первом направлении, а направление текучей среды из внешней части 52 фильтрующего элемента 16 включает в себя направление текучей среды, по существу, во втором направлении, которое отличается от первого направления (например, в противоположном направлении). Примерный фильтр 10 в сборе, изображенный на рис. 1-7, может использоваться этими способами.
Как показано на рис. 2 и 3, фильтр 10 в сборе, корпус 14 и фильтрующий элемент 16 выполнены для удаления, по меньшей мере, части воды (и твердых частиц) из топлива, проходящего через фильтрующий элемент 16. Например, подлежащая фильтрации текучая среда поступает в фильтрующий элемент 16 через входное отверстие 38 основания 12 фильтра и впускную полость 34, а затем протекает через один или несколько входных каналов 68 к одному или нескольким входным участкам 54 перепускной крышки 32. Входные каналы 68 способны направлять текучую среду во внутреннюю часть 50 фильтрующего элемента 16. Например, входные каналы 68 способны направлять текучую среду в трубчатый элемент 114, а через отверстия 128 трубчатого элемента 114 в фильтрационный материал 126, что способствует отделению воды от топлива в текучей среде (например, вода коалесцируется по мере прохождения через фильтрационный материал 126). Топливо покидает фильтрационный материал 126 и поступает в зазор 134 между внешней поверхностью 136 фильтрационного материала 126 и внутренней поверхностью 138 корпуса 14. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, топливо проходит через наружный слой 148, который способен осуществлять коалесцирование любой воды, которая не коалесцировалась фильтрационным материалом 126. Вода в текучей среде, по меньшей мере, частично коалесцируется капельками воды и падает вниз между второй торцевой крышкой 116 фильтрующего элемента 16 и корпусом 14, собираясь в накопительной чаше 108. Отделенное от текучей среды топливо перемещается в зазоре 134 в направлении и в выходной участок 58 перепускной крышки 32, где оно проходит через один или несколько выходных каналов 70 в выходную полость 36. Затем отфильтрованное топливо течет через выпускное отверстие 40 основания 12 фильтра и обратно в топливную систему машины.
Как показано на рис. 1-3, по меньшей мере, некоторые части накопительной чаши 108 могут выполняться таким образом, что становится возможным определение уровня текучей среды в накопительной чаше 108. Например, по меньшей мере, часть накопительной чаши 108 (например, вся накопительная чаша 108) может выполняться прозрачной или полупрозрачной, позволяя определять уровень воды в накопительной чаше 108. Это позволяет оператору или специалисту по техническому обслуживанию определить целесообразность удаления текучей среды из накопительной чаши 108. Данное исполнение, по существу, предотвращает излишнее накопление воды в накопительной чаше 108, которая может попасть в зазор 134 через выходные каналы 70 перепускной крышки 32, выходное отверстие 40 основания 12 фильтра и в топливную систему ниже по потоку от фильтра 10 в сборе. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, предусматривается установка датчика 150, определяющего время удаления воды из накопительной чаши 108. Датчик 150 может быть заменен заглушкой. Некоторые варианты осуществления фильтра 10 в сборе включают в себя дренажное устройство 152, содержащее сливное отверстие 154 и сливную пробку 156, выполненное для удаления текучей среды (например, воды) из ванны отстойника 108.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, перепускная крышка 32 или первая торцовая крышка 92 могут не иметь непосредственного соединения с фильтрационным материалом 126 и/или трубчатым элементом 114. Примерные варианты осуществления, показанные на рис. 1-7 включают в себя любой механизм или устройство, способные создавать уплотнения по текучей среде между фильтрующим элементом 16 и выходным отверстием 40 основания 12 фильтра, например, в виде адаптера, способного осуществлять "навинчивание" фильтрующего элемента на основание 12 фильтра посредством резьбового соединения. Например, перепускная крышка 32 может быть модифицирована за счет установки резьбовой втулки, способной входить в зацепление верхней частью "навинчиваемого" фильтрующего элемента и, таким образом, соединять "навинчиваемый" фильтрующий элемент с фильтрующим основанием 12 фильтра, способом, по меньшей мере, аналогичным соединению примерной перепускной крышки 32.
Промышленная применимость
Предложенные перепускные крышки и фильтры в сборе могут применяться в различных системах текучих сред. Например, перепускные крышки и фильтры в сборе могут применяться в силовых системах, например, дизельных двигателях, бензиновых двигателях, двигателях, работающих на газообразном топливе и других двигателях внутреннего сгорания известных в отрасли техники, к которой относится данное изобретение. Например, перепускные крышки и фильтры в сборе могут использоваться в топливной системе для отделения воды от топлива и/или удаления твердых частиц из топлива перед его подачей в двигатель. Использование предложенных перепускных крышек и фильтров в сборе приводит к лучшей фильтрации и/или отделению воды от топлива, даже в тех случаях, когда отделение воды от топлива особенно затруднено.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, фильтр 10 в сборе, включающий в себя фильтрующий элемент 16 и перепускную крышку 32 способен обеспечить лучшее отделение благодаря, например, циркуляции топливо-водной смеси и отделенного топлива и воды. Например, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, фильтрационный материал 126 способен осуществлять коалесцирование воды, если топливо содержит небольшой процент воды, которая проходит через фильтрационный материал 126. и, согласно некоторым вариантам осуществления, через наружный слой 148. Затем коалесцированные капли воды и топливо текут, по существу, в противоположных направлениях, при этом топливо течет к перепускной крышке 32, а вода, отделенная от топлива, поступает в накопительную чашу 108. В результате протекания в противоположных направлениях, по меньшей мере, частично, осуществляется дополнительное отделение воды от топлива по мере перемещения воды вниз в накопительную чашу 108. Кроме того, в вариантах осуществления, включающих в себя наружный слой 148, наружный слой 148 способствует дальнейшему отделению любой воды, оставшейся в топливе, по мере прохождения топлива через наружный слой 148 после прохождения им фильтрационного материала 126. Например, наружный слой 148 может представлять собой гидрофобный слой и, следовательно, препятствовать прохождению воды через наружный слой 148, одновременно облегчая прохождение топлива.
В результате предложенные перепускные крышки и фильтры в сборе улучшают процесс отделения воды от топлива, например, когда вода образовала эмульсию с топливом или топливо содержит биокомпоненты. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, способы служат аналогичной цели.
Специалистам в данной области техники очевидно, что возможно осуществление различных модификаций и вариаций в отношении предложенных перепускных крышек, фильтрующих элементов, фильтров в сборе и способов. Другие варианты осуществления изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники после рассмотрения описания и практики использования раскрытых примеров. Предполагается, что описание и примеры следует рассматривать только в качестве иллюстративных, а истинный объем изобретения указывается в следующей формуле изобретения и ее эквивалентах.
1. Фильтр (10) в сборе, содержащий:
корпус (14), имеющий продольную ось;
фильтрующий элемент (16), вставленный в корпус и включающий в себя:
фильтрационный материал (126), способный обеспечить отделение первой текучей среды от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от свойств первой текучей среды, при прохождении текучей среды через фильтрационный материал;
первую торцевую крышку (92), связанную с первым концом фильтрационного материала;
вторую торцевую крышку (116), связанную со вторым концом фильтрационного материала;
трубчатый элемент (114), простирающийся между первой и второй торцевыми крышками, причем трубчатый элемент включает несколько отверстий (128) и фильтрационный материал простирается между первой торцевой крышкой и второй торцевой крышкой и вокруг внешней поверхности (130) трубчатого элемента; и
перепускную крышку (32), связанную с первой торцевой крышкой фильтрующего элемента, имеющую по существу круговое сечение, перпендикулярное продольной оси перепускной крышки, и включающую в себя:
входной участок (54), способный обеспечить сообщение по текучей среде между входным отверстием (38) основания (12) фильтра и трубчатым элементом фильтрующего элемента; и
выходной участок (58), способный обеспечить сообщение по текучей среде между выходным отверстием (40) основания фильтра и внешней частью (52) фильтрующего элемента;
причем входной участок (54) перепускной крышки (32) и выходной участок (58) перепускной крышки (32) находятся в разных положениях по окружности относительно центральной части перепускной крышки (32).
2. Фильтр в сборе по п. 1, дополнительно включающий в себя наружный слой (148), по меньшей мере, частично покрывающий внешнюю поверхность (136) фильтрационного материала, причем наружный слой способен пропускать первую текучую среду через наружный слой и способствовать отделению второй текучей среды, по существу не пропуская вторую текучую среду через наружный слой.
3. Фильтр в сборе по п. 2, в котором фильтрационный материал представляет собой гофрированный фильтрационный материал, а наружный слой включает в себя по меньшей мере один из барьерного слоя, коалесцирующего слоя, сетчатого слоя, фильтрационного материала, фильтрационного материала из синтетических материалов сверхвысокой эффективности и гидрофобного материал, способных осуществлять отделение первой текучей среды и второй текучей среды друг от друга.
4. Фильтр в сборе по п. 1, дополнительно включающий в себя накопительную чашу (108), соединенную с торцом корпуса на отдалении от перепускной крышки, причем накопительная чаша способна вмещать по меньшей мере часть второй текучей среды.
5. Фильтр в сборе по п. 4, в котором фильтрующий элемент выполнен таким образом, что текучая среда, поступающая в трубчатый элемент через перепускную крышку, течет в первом продольном направлении ко второй торцевой крышке, а затем в фильтрационный материал и после попадания текучей среды в фильтрационный материал первая текучая среда течет во втором направлении между внешней стороной фильтрационного материала и корпусом в продольном направлении к перепускной крышке.
6. Фильтр в сборе по п. 5, в котором фильтрующий элемент выполнен таким образом, что после попадания текучей среды в фильтрационный материал вторая текучая среда течет по существу в первом направлении к накопительной чаше.
7. Способ отделения первой текучей среды от второй текучей среды, имеющей свойства, отличные от первой текучей среды, включающий в себя:
обеспечение наличия фильтра (10) в сборе по любому из пп. 1-6;
поступление текучей среды из входного отверстия (38) основания (12) фильтра в перепускную крышку (32);
направление текучей среды, поступившей из входного отверстия, во внутреннюю часть (50) фильтрующего элемента (16) через перепускную крышку;
направление текучей среды из внутренней части фильтрующего элемента в фильтрационный материал (126) фильтрующего элемента, причем фильтрационный материал способен осуществлять отделение первой текучей среды от второй текучей среды при протекании текучей среды через фильтрационный материал во внешнюю часть (52) фильтрующего элемента;
направление первой текучей среды из внешней части фильтрующего элемента в выходное отверстие (40) основания фильтра через перепускную крышку; и
направление, по меньшей мере, части второй текучей среды из фильтрационного материала в накопительную чашу (108),
причем направление текучей среды, поступившей из входного отверстия во внутреннюю часть фильтрующего элемента, включает в себя направление текучей среды по существу в центральную часть (66) перепускной крышки; и
при этом направление текучей среды из внешней части фильтрующего элемента в выходное отверстие основания фильтра включает в себя направление текучей среды по существу в центральную часть перепускной крышки.
8. Способ по п. 7, в котором направление текучей среды в центральную часть перепускной крышки включает в себя по существу радиальное направление текучей среды в центральную часть перепускной крышки.
9. Способ по п. 7, в котором направление текучей среды во внутреннюю часть фильтрующего элемента включает в себя направление текучей среды по существ, в первом направлении, а направление текучей среды из внешней части фильтрующего элемента включает в себя направление текучей среды по существу во втором направлении, отличающемся от первого направления.
