CN112049707A - 滤清器子组件 - Google Patents

Abstract

提供了一种滤清器子组件，其包括旋转容器，该旋转容器具有转子主体和封闭转子主体的开口的封闭构件。该子组件还包括衬套，该衬套可容纳在转子主体内以衬在其内表面上。该衬套还可通过从旋转轴线径向向外指向的离心力流体密封到封闭构件，旋转容器可围绕该旋转轴线旋转。该子组件在机动车辆的离心式滤清器中具有特定应用，例如用于清洁发动机润滑系统中的发动机油。

Description

滤清器子组件

技术领域

本发明涉及一种滤清器子组件，特别是一种在离心式滤清器中使用的滤清器子组件，诸如在机动车辆中使用以用于清洁发动机油。

背景技术

已知离心式滤清器组件用于从内燃发动机的润滑油回路中去除污染物粒子。还已知在各种工业过程中它们用于从液体中分离颗粒物质，以及将不同密度的液体彼此分离。通常，离心式滤清器包括壳体，壳体具有支撑在其中以围绕主轴旋转的转子，主轴提供旋转轴线。要从中去除污染物的工作流体（例如发动机油）在高压下被沿着旋转轴线供应给转子。随后，加压流体从转子切向地喷出，使得引起转子旋转。当工作流体流过旋转的转子时，密度较大的污染物或粒子通过离心力从其分离并保留在转子中，通常作为粘附到转子内表面的滤饼保留在转子中。喷出的液体通常排放到贮槽。

由于所保留的污染物粒子在转子中聚集，因此有必要以适当规则的间隔更换或维修转子，以确保滤清器的持续清洁效果。可插入的衬套经常用于衬在转子的内表面上，以辅助清洁，因为污染物粒子会结块到可移除和一次性的衬套上，而不是内表面上。因此，需要在维修间隔时组装和拆卸转子，这会是耗时的并且需要专业工具。期望提高转子可被维修的简易性。

本发明实施例的目的是至少减轻已知布置结构的一个或多个问题。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种滤清器子组件，该滤清器子组件包括：旋转容器，其具有转子主体和用以封闭转子主体的开口的封闭构件；以及衬套，该衬套可容纳在转子主体内以衬在其内表面上，并且可通过从旋转轴线径向向外指向的离心力流体密封到封闭构件，旋转容器可围绕该旋转轴线旋转。本发明的实施例可以简化滤清器子组件的组装和/或拆卸，从而提高转子可被维修的简易性，和/或可以消除对用以将转子主体密封到封闭构件的单独的密封件或另外的密封件（例如O形环密封件）的要求。

在某些实施例中，封闭构件可以包括相对于旋转轴线径向向内朝向的密封表面，衬套可通过离心力抵靠该密封表面流体密封。封闭构件可以包括提供径向向内朝向的密封表面的脊。

在某些实施例中，衬套可以包括相对于旋转轴线径向向外朝向的密封表面，该密封表面可通过离心力抵靠封闭构件（即至少其一部分）流体密封。衬套可以流体密封到封闭构件，因为衬套或至少其一部分可通过离心力而变形以抵靠封闭构件密封。衬套可以是整体的和/或由可回弹地可变形材料形成。

在某些实施例中，衬套可以包括在衬套的相对的第一端和第二端之间延伸的壁，该壁具有靠近第一端的边缘区域，该边缘区域提供径向向外朝向的密封表面。边缘区域可以包括壁的相对于旋转轴线的径向向内偏转的部分，该部分提供径向向外朝向的密封表面。径向向内偏转的部分可以可通过离心力变形，以抵靠封闭构件密封。

边缘区域可以包括相对于旋转轴线设置在径向向外朝向的密封表面的径向外侧的突出部分，以形成径向向内朝向的密封表面可容纳在其中的通道。突出部分可以提供间隔件，以在转子主体的内表面和壁之间和/或转子主体的内表面和封闭构件或其一部分之间产生或保持空间。

在某些实施例中，边缘区域的厚度可以不同于壁的其余部分的厚度，包括更大厚度和更小厚度中的一种。径向向内偏转的部分的厚度可以不同于壁的其余部分的厚度，包括更大厚度和更小厚度中的一种。突出部分的厚度可以不同于壁的其余部分的厚度，包括更大厚度和更小厚度中的一种。

转子主体的开口可以可通过将封闭构件（即至少其一部分）插入开口中而封闭，和/或可以是转子主体的敞开端部。在某些实施例中，转子主体可以包括相对于旋转轴线在直径上相对的一对喷嘴，所述喷嘴被构造成沿与转子主体大致相切的方向从转子主体喷出工作流体。

根据本发明的另一方面，提供了一种离心式滤清器，该离心式滤清器包括：如上所述的滤清器子组件；以及壳体，滤清器子组件被支撑在该壳体内，该壳体具有基座和罩，该基座和罩可彼此附接，包括但不限于可分离地可彼此附接，以至少将滤清器子组件引入壳体中。任选地，离心式滤清器可以包括从基座延伸的主轴，旋转容器可安装在该基座上以围绕主轴旋转，该主轴界定旋转轴线。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，该车辆包括如上所述的滤清器子组件或如上所述的离心式滤清器。

附图说明

现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明实施例的滤清器子组件的横截面图；

图2是图1所示的滤清器子组件的横截面图的放大区域；

图3是图1所示的滤清器子组件的衬套的透视图；

图4是图1所示的滤清器子组件的封闭构件的透视图；和

图5是包括根据本发明实施例的滤清器子组件的车辆的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明实施例的滤清器子组件10。子组件10可在机动车辆12（见图5）的离心式滤清器中具有特定的应用，例如用于清洁发动机润滑系统中的发动机油。然而，也考虑其他应用，包括石油回收和食品生产。图1示出了支撑在壳体14内的子组件10。壳体14可具有基座16和罩18，基座16和罩18可以可分离地彼此附接，使得子组件10可被引入壳体14中和/或从壳体14内移除。为此，基座16和罩18可以可通过环形夹20彼此固定。

子组件10包括旋转容器22。主轴24可从基座16延伸，旋转容器22可以以围绕主轴24旋转的方式安装在基座16上。这样，主轴24可以界定/提供旋转容器22可围绕其旋转的旋转轴线26。然而，旋转轴线26可以由任何合适的装置（例如轴承布置结构）提供。旋转容器22包括转子主体28和封闭构件30。封闭构件30被构造成封闭转子主体28的开口32（即至少部分地覆盖在转子主体28的开口32上），例如开口端。在某些实施例中，诸如附图中所示的实施例，封闭构件30通过将封闭构件30插入开口32中来封闭开口32。转子主体28和封闭构件30可以通过设置在转子主体28和封闭构件30上的配合螺纹部分可彼此固定。在某些实施例中，转子主体28和封闭构件30可以以卡口型连接器的方式可彼此固定。

子组件10还包括衬套34（图3单独示出了衬套34）。衬套34可以容纳在转子主体28内，以衬在其内表面36上，并且可以通过开口32引入转子主体28中和/或从转子主体28内移除。衬套34包括壁38，当衬套34被容纳在转子主体28中时，该壁38至少部分地限定（即包围或界定）转子主体28内的腔室40。腔室40可以部分地由其他部件（包括转子主体28和封闭构件30）限定。壁38在衬套34的相对的第一端42和第二端44之间延伸。壁38可以是圆周的。如所示实施例所示，第一端42和第二端44中的每一者可以是衬套34的基本上敞开的端部。

衬套34可通过从旋转轴线26径向向外指向的离心力密封到封闭构件30。为此，封闭构件30可包括径向向内朝向的密封表面46和/或衬套34可包括径向向外朝向的密封表面48（在图2中指示了径向向内朝向的密封表面46和径向向外朝向的密封表面48）。这样，径向向外朝向的密封表面48可以可通过离心力密封到径向向内朝向的密封表面46，如下面更详细描述的。应当理解，当衬套34被容纳在转子主体28内并且封闭构件30封闭开口32时，径向向内朝向的密封表面46在径向向外朝向的密封表面48的径向外侧。在没有离心力的情况下，径向向内朝向的密封表面46和径向向外朝向的密封表面48可以彼此接触或者彼此间隔开。

封闭构件30的径向向内朝向的密封表面46可以由脊50提供，脊50在本文中被限定为相对于封闭构件30的径向向内的相邻区域升高的区域、边沿或边界——并且另外，脊50可以相对于封闭构件30的径向向外的相邻区域升高。在某些实施例中，诸如附图所示，脊50可以是环形的。脊50可以从封闭构件30的内部区域或表面52（在图4中指示）延伸，当封闭构件30封闭开口32时，该内部区域或表面52可暴露于转子主体28内的腔室40。

衬套34的径向向外朝向的密封表面48可以靠近衬套34的第一端44，当衬套34被容纳在转子主体28内时，第一端44靠近开口32。更具体地，壁38的靠近第一端44的边缘区域54可以提供径向向外朝向的密封表面48。径向向外朝向的密封表面48可以在靠近衬套34的第一端44处围绕壁38沿圆周方向地延伸。在某些实施例中，边缘区域54可以包括壁38的径向向内偏转的部分56。偏转的部分56可以径向向内倾斜，使得与壁38的其余部分形成钝角。在这样的实施例中，偏转的部分56提供衬套34的径向向外朝向的密封表面48。偏转的部分56可以帮助确保在用封闭构件30封闭开口32时，衬套34的径向向外朝向的密封表面48正确地定位在径向向内朝向的密封表面46的径向内侧。附加地或替代地，边缘区域54可以包括壁38的突出部分58。突出部分58可以设置在衬套34的径向向外朝向的密封表面48的径向外侧。在某些实施例中，突出部分58可以从衬套34的径向向外朝向的密封表面48径向向外突出。

通道60可以形成在径向向外朝向的密封表面48和突出部分58之间。封闭构件30的径向向内朝向的密封表面46可以可容纳在通道60内，例如脊50可以可容纳在通道60内。突出部分58可以帮助确保将衬套34正确地定位在转子主体28内，例如相对于封闭构件30正确地定位衬套34，因为突出部分58可以充当壁38的剩余部分和转子主体28的内表面36之间的径向间隔件，以在其间产生或保持空间。更具体地，突出部分58可以帮助确保相对于径向向内朝向的密封表面46正确地定位径向向外朝向的密封表面48。附加地，或替代地，突出部分58可以帮助确保将封闭构件30正确地定位在开口32内，因为突出部分58可以充当封闭构件30或其一部分与转子主体28的内表面36之间的径向间隔件，以在其间产生或保持空间。

衬套34可以包括可回弹地可变形的材料，即可回弹的或可弹性变形的材料。合适的材料包括硅树脂橡胶材料。然而，考虑了其他材料，包括纤维增强聚合物。在某些实施例中，衬套34可以包括定向成至少基本平行于第一端42和第二端44地在壁38内沿圆周方向延伸的增强纤维，以使壁38的环向强度最大化。附加地或替代地，增强纤维可以至少部分地在第一端42和第二端44之间延伸，以增加壁38的轴向强度。衬套34可以是渐缩的，因为这可以便于从转子主体28内移除衬套34。衬套34可以是渐缩的，这在于衬套34的宽度在第一端42和第二端44之间减小。该宽度可以可在壁38的相对的（例如在直径上相对的）点之间以在第一端42和第二端44之间延伸的一定间隔测量。在某些实施例中，该宽度可以基本上线性地减小。衬套34的最外表面62的至少一部分可以是有纹理的，这可以便于从转子主体28内移除衬套34。如所图示的实施例所示，最外表面可以是有纹理的，这在于它包括多个间隔开的突起64。衬套34可以是可重复使用的或打算一次性使用的。

在某些实施例中，衬套34可以是基本上整体的部件，也就是说，衬套可形成为单件。这样，衬套34可以由单种材料制成，例如如上所述的硅树脂橡胶材料。然而，衬套34可以是多部分部件，例如壁38的边缘区域54可以单独地形成和/或由与壁38的其余部分不同的材料形成。在某些实施例中，只有边缘区域54可以包括可回弹地可变形材料。此外，边缘区域54的厚度可以不同于壁38的其余部分的厚度。在某些实施例中，偏转的部分56的厚度可以不同于壁38的其余部分的厚度和/或突出部分58的厚度。

如图1所示，子组件10还可以包括延伸穿过转子主体28的流体供应导管66，以向转子主体28供应工作流体，即待清洁/过滤的流体。例如，工作流体可以是发动机油。流体供应导管66可以是形成在轴承管68中的孔。主轴24可以可容纳在轴承管68内，以将旋转容器22安装到主轴24上。转子主体28可以通过设置在轴承管66中的一个或多个通孔70可流体连接到流体供应导管66。在使用中，工作流体可以在升高的压力下被供应给供应导管66，以从通孔70流入转子主体28内的腔室40中。

旋转容器22可以是自供能的，例如，通向转子主体28加压工作流体的供应可以驱动旋转容器22的旋转。为此，转子主体28可以包括在直径上相对的一对喷嘴72，喷嘴72与轴承管66相距一径向距离（在图1所示的横截面图中，仅一个喷嘴72可见）。喷嘴72的其他构造可以是可能的，例如转子主体28可以包括三个或更多个喷嘴72。每个喷嘴72可以被构造成沿大致与转子主体28相切的方向从转子主体28喷出工作流体。如熟练的读者将会理解的，加压工作流体的切向喷射产生反作用力，该反作用力可以引起转子主体28相对于基座16旋转。然而，旋转容器22可以由任何合适的装置供能，例如电动马达可以驱动旋转容器22的旋转。

在使用中，离心力——由旋转容器的旋转产生的惯性力——作用在衬套34上，以迫使径向向外朝向的密封表面48抵靠径向向内朝向的密封表面46，从而实现它们之间的密封，以将流体保留在腔室40内。该密封至少阻止工作流体通过开口32离开转子主体28。在某些实施例中，衬套34的一部分或至少边缘区域54可以响应于作用在衬套34上的离心力而变形，从而径向向外移动，以实现衬套34和封闭构件30之间的密封。以这种方式，衬套34可以抵靠封闭构件30密封。径向向内偏转的部分56可以变形，以实现衬套34和封闭构件30之间的密封。

当工作流体流过转子主体28并因此流过腔室40时，离心力还引起工作流体内污染物质的分离。被分离的污染物质可以在腔室40内积聚，主要作为粘附到衬套34的壁38的滤饼。清洁/过滤后的工作流体例如通过喷嘴72离开转子主体28，并且可排放到贮槽。随着污染物在腔室40内、衬套34内积聚，必须维修旋转容器22以清空衬套34的聚集的污染物颗粒物质。维修的频率将取决于实施例、操作环境和操作小时数而变化。为了维修旋转容器22，打开开口32，例如通过从开口32移除封闭构件30来打开开口，这将暴露转子主体28内的衬套34。因此，衬套34连同包含在其中的分离后的污染物颗粒物质可从转子主体28移除。

旋转容器22在被维修时不旋转，因此没有迫使衬套34抵靠封闭构件30的离心力作用在衬套34上。在某些实施例中，衬套34或至少边缘区域54的固有可回弹性可以引起衬套34从响应于作用在衬套34上的离心力而表现出的变形恢复。这种恢复可以破坏或至少削弱衬套34和封闭构件30之间的密封，并且提高打开开口32的简易性，例如通过减小作用在封闭构件30和衬套34之间的摩擦，该摩擦响应于作用在衬套34上的离心力而表现出来。

衬套34可以被清洗或以其他方式适当地清洁，然后返回到转子主体28。衬套34的屈曲可以便于去除粘附到壁38的分离后的污染物颗粒。在将衬套34返回到转子主体28或插入新的/替换衬套34时，突出部分58可以通过占据转子主体28和封闭构件30之间的原本自由的径向空间来将封闭构件30引导到开口32中，以帮助确保衬套34在转子主体28中正确地定位。衬套34可以取消对用以将转子主体28密封到封闭构件30的另外密封件（例如O形环密封件）的要求。通常，转子主体28和封闭构件30之间的这种密封必须被压缩，以阻止工作流体通过开口32离开转子主体28。然而，这种密封的压缩会妨碍子组件10的组装。

本发明不限于任何前述实施例的细节。例如，封闭构件30的径向向内朝向的密封表面46可以由凹部提供，凹部在本文中被限定为相对于封闭构件30的径向向内的相邻区域向下设置的区域、边沿或边界——并且附加地凹部可以相对于封闭构件30的径向向外的相邻区域向下设置。凹部可以是环形的。凹部可以延伸到封闭构件30的内部区域52中。当衬套34容纳在转子主体28内且封闭构件30封闭开口32时，衬套34可以延伸到凹部中。

此外，在某些实施例中，封闭构件30可以包括径向向外朝向的密封表面48，并且衬套34可以包括径向向内朝向的密封表面46。在这样的实施例中，可以是封闭构件30或至少其一部分响应于离心力而变形，使得封闭构件30抵靠衬套34密封。一般而言，在本发明的实施例中，衬套34可容纳在转子主体28内，以衬在转子主体28的内表面36上，并且当衬套34被容纳在转子主体28内且封闭构件30封闭开口32时，衬套34可流体地密封到封闭构件30。

本说明书（包括所附权利要求和附图）中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任何组合方式组合，除了其中至少一些这样的特征和/或步骤相互排斥的组合。

本发明扩展至本说明书（包括所附权利要求和附图）中公开的特征的任何新颖的一者或任何新颖的组合，或者扩展至如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的一者或任何新颖的组合。权利要求不应被解释为仅覆盖前述实施例，而是还应覆盖落入权利要求范围内的任何实施例。

除非另有明确说明，本说明书（包括所附权利要求和附图）中公开的每个特征可被出于相同、等同或类似目的的替代特征所替代。因此，除非另有明确说明，所公开的每个特征仅仅是类属的一系列等同或相似特征的一个示例。

Claims (20)

1.一种滤清器子组件，包括：

旋转容器，其具有转子主体和用以封闭所述转子主体的开口的封闭构件；和

衬套，所述衬套可容纳在所述转子主体内以衬在其内表面上，并且可通过从旋转轴线径向向外指向的离心力流体密封到所述封闭构件，所述旋转容器可围绕所述旋转轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的滤清器子组件，其中，所述封闭构件包括相对于所述旋转轴线径向向内朝向的密封表面，所述衬套通过离心力可抵靠所述密封表面流体密封。

3.根据权利要求2所述的滤清器子组件，其中，所述封闭构件包括提供径向向内朝向的表面的脊。

4.根据前述权利要求中任一项所述的滤清器子组件，其中，所述衬套可流体密封到所述封闭构件，因为所述衬套或至少其一部分可通过离心力变形以抵靠所述封闭构件密封。

5.根据前述权利要求中任一项所述的滤清器子组件，其中，所述衬套是整体的，并且由可回弹地可变形材料形成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的滤清器子组件，其中，所述衬套包括相对于所述旋转轴线径向向外朝向的密封表面，所述密封表面可通过离心力抵靠所述封闭构件流体密封。

7.根据权利要求6所述的滤清器子组件，其中，所述衬套包括在所述衬套的相对的第一端和第二端之间延伸的壁，所述壁具有靠近所述第一端的边缘区域，所述边缘区域提供径向向外朝向的密封表面。

8.根据权利要求7所述的滤清器子组件，其中，所述边缘区域的厚度不同于所述壁的其余部分的厚度，包括比所述壁的其余部分更大的厚度和更小的厚度中的一种。

9.根据权利要求7或8所述的滤清器子组件，其中，所述边缘区域包括所述壁的相对于所述旋转轴线径向向内偏转的部分，所述径向向内偏转的部分提供径向向外朝向的密封表面。

10.根据权利要求9所述的滤清器子组件，其中，所述径向向内偏转的部分可通过离心力变形，以抵靠所述封闭构件密封。

11.根据权利要求9或10所述的滤清器子组件，其中，所述径向向内偏转的部分的厚度不同于所述壁的其余部分的厚度，包括比所述壁的其余部分更大的厚度和更小的厚度中的一种。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的滤清器子组件，其中，所述边缘区域包括突出部分，所述突出部分相对于所述旋转轴线设置在所述径向向外朝向的密封表面的径向外侧，以形成径向向内朝向的密封表面可容纳在其中的通道。

13.根据权利要求12所述的滤清器子组件，其中，所述突出部分提供间隔件，以在所述转子主体的内表面和所述壁之间和/或在所述转子主体的内表面和所述封闭构件或其一部分之间产生或保持空间。

14.根据权利要求12或13所述的滤清器子组件，其中，所述突出部分的厚度不同于所述壁的其余部分的厚度，包括比所述壁的其余部分更大的厚度和更小的厚度中的一种。

15.根据前述权利要求中任一项所述的滤清器子组件，其中，所述转子主体的开口可通过将所述封闭构件至少部分地插入所述开口中来封闭。

16.根据前述权利要求中任一项所述的滤清器子组件，其中，所述转子主体的所述开口是所述转子主体的敞开端部。

17.根据前述权利要求中任一项所述的滤清器子组件，其中，所述转子主体包括相对于所述旋转轴线在直径上相对的一对喷嘴，所述喷嘴被构造成沿与所述转子主体大致相切的方向从所述转子主体喷出工作流体。

18.一种离心式滤清器，包括：

根据权利要求1至17中任一项所述的滤清器子组件；和

壳体，所述滤清器子组件被支撑在所述壳体内，所述壳体具有可彼此附接以至少将所述滤清器子组件引入所述壳体中的基座和罩。

19.根据权利要求18所述的离心式滤清器，所述离心式滤清器包括从所述基座延伸的主轴，所述旋转容器可安装在所述基座上以围绕所述主轴旋转，所述主轴界定所述旋转轴线。

20.一种车辆，包括根据权利要求1至17中任一项所述的滤清器子组件或根据权利要求18或19所述的离心式滤清器。

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