CN113423483A - 过滤器 - Google Patents

Abstract

过滤器，包括：壳体，该壳体限定入口、第一出口和第二出口；第一过滤器元件，其布置在入口与第一出口之间，使得流入入口的流体的部分流过第一过滤器元件并从第一出口流出；第二过滤器元件，其布置在入口与第二出口之间，使得流入入口的流体的部分流过第二过滤器元件并从第二出口流出，其中第一过滤器元件包括烧结材料过滤器。

Description

过滤器

技术领域

本文描述的实施方案总体涉及过滤器，特别是用于过滤油、水和其他流体以消除污染物的过滤器。

背景技术

在许多行业中都需要使用过滤器，以去除流体中的污染物。可以从过滤中受益的流体的例子包括墨水、水和润滑剂。众所周知，通常在过滤效率和通过过滤器的流体流速之间存在折衷方案-能够去除较小污染物的过滤器通常提供较高的流动阻力，因此具有较低的最大通过量。这导致在流体流速至关重要的应用中(例如在工业机械中的润滑和/或冷却剂的情况下)必须做出折衷。

在某些情况下，并非所有的污染物都可以通过过滤从流体中去除。这可能导致未受污染的流体与受污染的流体一起被丢弃。例如，在发动机中使用油的情况下，经常将干净的油扔掉，原因仅仅是它含有少量无法去除的有害碎片。如果将这种油过滤以除去污染物，将是非常有用的。此外，以换油间隔扔掉油并不能消除留在机器中的污染。污染物通常会留在机器中，并污染干净的新进油，并且在进行任何替换之前，在重新启动时油开始在系统中循环。

机器经常由于润滑液中的污染物引起的腐蚀、磨损或损坏而发生故障。这显然是不希望的，并且在资源和机器系统上都很密集。

现有的许多系统都集中在颗粒物上，无法去除油中的水分。为此，当前系统将不得不具有不切实际的大横截面面积，使得过滤器不能在大多数应用中使用，或者对于特定应用而言，通过过滤器的流速太低。

发明内容

根据本公开是过滤器。过滤器可以包括壳体，该壳体可以限定入口、第一出口和/或第二出口。过滤器可以进一步包括第一过滤器元件。第一过滤器元件可以布置在入口与第一出口之间，使得流入入口的流体的部分流过第一过滤器元件并从第一出口流出。过滤器可以进一步包括第二过滤器元件。第二过滤器元件可以布置在入口与第二出口之间，使得流入入口的流体的部分流过第二过滤器元件并从第二出口流出。第一过滤器元件可以包括任何多孔材料。第一过滤器元件可以包括烧结材料过滤器。

烧结材料过滤器可以是烧结金属过滤器。

公开的英国专利GB2359763的内容通过引用并入本文。这样，在此作出的与本公开的共同特征有关的任何公开内容在细节上作必要修改后都并入本文。

该过滤器可以是双流过滤器。过滤器可以包括两个过滤器元件。每个过滤器元件可构造成从流过其中的流体中去除污染物(例如，颗粒、其他流体等)。过滤器被构造成使得进入过滤器的流体的部分被第一过滤器元件过滤，并且进入过滤器的流体的部分被第二过滤器元件过滤。过滤器可以构造成使得流体经由第一过滤器从入口流向第一出口，并且经由第二过滤器从入口流向第二出口。

过滤器可以构造成使得流过过滤器的所有流体都被第一过滤器元件和第二过滤器元件之一过滤。第一过滤器元件和第二过滤器元件可以具有不同的过滤器特性。

第一过滤器元件可提供对流过其中的流体的第一阻力。第二过滤器元件可提供对流过其中的流体的第二阻力。对流体流动的第一阻力可以低于对流体流动的第二阻力。第一过滤器元件可以具有第一最大流速(其中最大流速可以由流体可以流过过滤器的最大流速确定)和/或过滤水平(其中过滤水平可以由可以通过过滤器从流体中去除的最小尺寸颗粒/污染物确定，并且较高的过滤水平对应于较小的颗粒/污染物尺寸)。第二过滤器元件可具有第二最大流速和/或过滤水平。第一过滤器元件的最大流速可以大于第二过滤器元件。第二过滤器元件的过滤水平可以高于第一过滤器元件。可替代地，反之亦然。

包括两个过滤器元件的过滤器在过滤器管理方面为用户提供了更大的灵活性。第一过滤器元件可以布置成以较高的流速和较低的过滤水平过滤流过过滤器的大部分流体。第二过滤器可以包括高过滤速率，以促进从油中去除细颗粒/污染物以及甚至例如水。两个不同的过滤器元件的组合允许维持适当的高流速，使得安装有过滤器的系统可以正常运行。另外，与以前适用于这种系统的过滤器相比，可以从过滤后的流体中去除更小的污染物。这样，安装过滤器的系统遇到更少的由于未过滤流体导致的问题。

第一过滤器元件可提供比第二过滤器元件更低的流动阻力。因此，第一过滤器元件可具有比第二过滤器元件更高的最大流速。过滤器可以被构造成使得比第二过滤器元件更多的流体流过第一过滤器元件。第一和第二过滤器元件可以被构造成使得流过过滤器的流体的超过70％，80％，85％，90％，95％或96％流过第一过滤器元件。过滤器可被构造成使得流过第一过滤器元件的流体比第二过滤器元件多超过两倍，四倍，六倍，八倍，九倍，十九倍或二十四倍。

该过滤器使用包含烧结材料过滤器的第一过滤器元件，不会阻塞并通过做“大量工作”来提高第二过滤器的效率。

使用烧结材料(例如，烧结金属)过滤器可能是特别有利的。与具有相应过滤水平的其他过滤器相比，烧结材料过滤器可以允许更高的流速通过。这可能是由于烧结材料的孔隙率而实现的。

因此，将烧结材料(例如，烧结金属)过滤器与第二过滤器元件一起使用可以使第二过滤器元件具有比否则可能的情况更高的过滤水平(其可能具有更低的流速)，因此，平均而言，离开过滤器的流体比相应过滤器中的流体清洁。

在流体为润滑剂的情况下，这不仅意味着润滑剂更有效(因为污染物降低了润滑剂的效率)，还意味着在其中运行润滑剂的系统可以长期维护。

本公开的过滤器也很少需要清洁-如果有的话。过滤器(例如，烧结材料或金属过滤器)表现出自清洁型性质。可以布置第一过滤器(例如，在过滤器内)，使得流体流过第一过滤器的表面；例如在流过第一过滤器(或其膜)之前。可以布置第一过滤器，使得流过第一过滤器的流体的部分流过第一过滤器(例如，其膜)的表面。这种效果可能会导致第一过滤器自清洁。这可能是由于无法穿过过滤器的颗粒在第一过滤器的表面上移动，从而阻止了整个第一过滤器被阻塞。

烧结材料过滤器的使用可能特别适合于这种自清洁动作。例如，烧结材料过滤器可能对穿过过滤器表面移动的颗粒提供很小的阻力。

因此，第一过滤器元件不太可能阻塞。过滤器元件堵塞会导致过滤器中压力升高，从而可能损坏过滤器或整个系统。因此，提供具有减小的被阻塞的可能性的过滤器元件意味着该过滤器以及安装该过滤器的更宽的系统可以长时间不中断地运行。

本公开经常涉及过滤器用于过滤润滑剂例如油产品的用途。然而，应理解，过滤器可用于过滤基本上任何流体。

如本公开中包括的第一过滤器元件和第二过滤器元件还导致非常紧凑的设计，其适合与常规的全流量过滤器互换。

过滤器配置为通常在压力下运行。过滤器可以被配置为以任何取向操作。过滤器可以在较宽的系统内垂直放置，以使开口(如下所述)位于过滤器的顶部。在这种取向下，可以很容易地对第二过滤器进行维修和/或更换，而不会造成流体的溢出。过滤器的取向可能不同，以适应不同的应用。

当在风能发电行业中使用时，过滤器可连接至歧管并用作过滤器阵列的部分。这样的实施例是位于排中的三个过滤器。每个排可包括歧管，或者可替代地，多个排可连接至单个歧管，所有排均同时接收和过滤油并将油并行地送回到系统中。排可以是模块化的，并且可以在歧管上更换。这样，歧管的容量可以增加三倍。

过滤器的壳体可以是基本上圆柱形的形状。壳体可以是密封的壳体。壳体可以被构造成使得过滤器可以在压力下运行。壳体可以被设计成使得过滤器可以被不同地定向以适合不同的应用，即风、汽车等。圆柱形壳体可以被定向在更宽的系统内，使得圆柱体的轴线是竖直或水平的。

壳体可以限定轴线，例如圆柱形壳体的中心轴线。入口、第一出口和/或第二出口也可以各自限定轴线。由入口、第一出口和/或第二出口限定的轴线可以平行于壳体的轴线布置。

壳体可以被配置为连接到过滤器阵列。壳体可以被配置为连接到歧管。壳体的尺寸可以设置成使得多个过滤器可以安装在歧管上。为了在风能行业中使用，过滤器可以以阵列形式放置在歧管中。这将提供更高的吞吐量，而不会损害所提供的过滤质量。给定过滤器的紧凑性，过滤器阵列可以具有与现有系统相似或较小的尺寸。

过滤器(例如壳体)可以包括连接器，该连接器构造成将过滤器(例如入口、第一出口和/或第二出口)机械地和/或流体地连接至安装有过滤器的歧管或更宽的系统。入口和/或出口可以被配置为机械地和/或流体地连接到歧管和/或更宽的系统。

壳体可以包括金属、聚合物或复合材料。这样的材料可能适合承受高应力环境和温度变化。壳体可以由压制或模制钢(例如，不锈钢)制成，使得其制造相对简单。

壳体可以包括第一侧。壳体可包括第二侧。第二侧可以与第一侧相对。壳体的第一侧可以在壳体的第一轴向端。壳体的第二侧可以在壳体的第二轴向端。

壳体可以包括入口、第一出口和第二出口。

入口可以布置在壳体的第一侧上。第一出口可以布置在壳体的第一侧或第二侧上。第二出口可以布置在壳体的第二侧或第一侧上。

第一出口和第二出口可以分别布置在壳体的第一侧和第二侧上。第一出口和第二出口可以被布置成使得当流过第一出口和第二出口时，流体在壳体内沿相反的轴向方向流动。

壳体可以包括开口。壳体可以包括闭合件(例如，帽、顶部、盖)。闭合件可以构造成可拆卸地连接到壳体的开口。闭合件可构造成可释放地密封壳体/开口。闭合件(例如，帽、顶部、盖)可以限定入口、第一出口和/或第二出口。闭合件可以布置在壳体的第一侧或第二侧处或形成壳体的第一侧或第二侧的一部分。

入口、第一出口和/或第二出口可构造成避免在过滤器中积聚压力。入口、第一出口和/或第二出口可构造成促使流过过滤器的流体的至少一部分经由第一过滤器元件流出第一出口。入口、第一出口和/或第二出口可构造成促使流过过滤器的流体的至少一部分经由第二过滤器元件流出第二出口。所述入口可具有比第一出口和第二出口中的每一个单独的横截面面积更大的横截面面积，使得与单独通过任一出口的流体相比，进入过滤器的流体体积更大。入口可具有与相结合的第一出口和第二出口基本上相同的横截面面积，例如使得入口可允许与可经由相结合的两个出口离开过滤器的流体体积相同或相似的流体体积进入过滤器。这可以确保过滤器中没有压力积聚。替代地，入口可具有比第一出口和第二出口相结合的横截面面积更大的横截面面积。第一出口可具有比入口小的横截面面积。第二出口可以具有比入口小的横截面面积。

入口、第一出口和/或第二出口可以与壳体和/或其闭合件一体地形成。入口、第一出口和/或第二出口可以被机加工，激光切割或水切割到壳体中。当定向成使得圆柱体的轴线垂直时，入口、第一出口和/或第二出口可以在圆柱形壳体的顶面或底面上。入口、第一出口和/或第二出口可以布置在过滤器的中心轴线上，或者可以偏离圆柱形壳体的中心轴线。入口、第一出口和/或第二出口可包括多个开口(例如，端口、孔、阀)。开口可以例如围绕壳体的轴线布置成圆形。开口可以例如围绕壳体的轴线径向地布置。形成入口、第一出口和/或第二出口中的一个的多个开口可以围绕入口、第一出口和/或第二出口中的另一个布置。入口、第一出口和/或第二出口或其开口可以包括圆形横截面。可以有八个开口形成入口、第一出口或第二出口。

入口可以布置在壳体的第一侧上。第一出口可以布置在壳体的第一侧上。入口可包括围绕第一出口周向布置的多个开口。第二出口可以在壳体的第二端上。

过滤器可以包括管道。壳体可以包括管道。入口、第一出口和/或第二出口可以附接到管道或包括管道。管道可以包括软管、配管、导管、孔道等中的任何一个。入口、第一出口和/或第二出口可以从壳体突出以形成或促进与管道的连接。入口、第一出口和/或第二出口可以可释放地附接到管道。

入口、第一出口和/或第二出口可包括可释放地附接到另一流体输送装置(例如管子、阀、管道等)的连接机构。入口、第一出口和/或第二出口可包括用于附接到管道的喷嘴。

诸如油的流体可在压力下经由入口从储油器通过管道流到壳体中。流体可通过管道从过滤器流出，流出至少一个出口，并流入储罐。

入口可以包括单向阀，以允许流体流入过滤器，但不能从入口流回管道。第一和/或第二出口可包括单向阀，以允许流体从过滤器流出但不流回过滤器。

过滤器可以包括第一过滤器元件。第一过滤器元件可以从流过第一过滤器元件的流体中过滤出较大的颗粒。第一过滤器元件可以被构造成平均比第二过滤器元件过滤出更大的颗粒。

第一过滤器元件可以邻近于壳体的第一侧布置。第一过滤器元件可以布置在壳体的一个轴向端部。第一过滤器元件可邻近入口定位。第一过滤器元件可邻近第一出口定位。

壳体可以限定第一流动路径。第一流动路径可以是从入口到第一出口。第一过滤器元件可以布置在第一流动路径上，例如使得沿着第一流动路径流动的流体必须经过第一过滤器元件。过滤器可以布置成使得流经入口的流体必须经过第一过滤器元件才能到达第一出口。

第一过滤器元件(和/或入口和/或第一出口)可布置成使得流体基本径向向内(例如，从入口到第一出口)流过第一过滤器元件。

第一过滤器元件可被构造成使得流过过滤器的流体的部分穿过第一过滤器元件。过滤器(例如，第一和/或第二过滤器元件)可被构造成使得通过入口进入壳体的大部分流体流过第一过滤器并通过第一出口离开壳体。

第一过滤器元件可以布置成使得流过过滤器的流体可以绕过第一过滤器元件。第一过滤器元件可以被布置成使得流体可以从入口流到第二出口而无需通过第一过滤器。第一过滤器元件可以被布置成使得从入口流到第二出口的所有流体都绕过第一过滤器。第一过滤器元件可以被布置成使得流体可以从入口流到第二过滤器元件而无需通过第一过滤器元件。

第一过滤器元件可以限定旁路通道。旁路通道可以布置成使得流体可以从入口流到第二过滤器元件。旁路通道可以形成第二流动路径的部分。

第一过滤器元件可以是基本上圆柱形的。第一过滤器元件可以是环形的。第一过滤器元件可在其圆周周围限定间隙，流体可通过该间隙绕过第一过滤器元件。第一过滤器元件可以是圆柱形的，并且在第一过滤器元件和壳体之间限定圆柱形间隙，流体可以通过该间隙从入口流到第二过滤器元件。

第一过滤器元件可以从壳体移除，以便于第一过滤器元件的容易重新布置/更换。过滤器可以被配置为使得第一过滤器是可更换的。这可以允许单个过滤器用于多种应用或提供一系列不同的过滤水平。替代地，第一过滤器元件可以固定到过滤器壳体。

第一过滤器元件可包括支架。第一过滤器元件可以包括过滤膜。过滤膜许多包括烧结的过滤膜。

支架可包括上支撑件(例如，上板或上框架)和下支撑件(例如，下板或上框架)。上支撑件和下支撑件可以布置成支撑过滤膜，例如通过将过滤构件夹在其间。支架可以被构造成允许流体从入口流到过滤膜并且从过滤膜流到第一出口。支架(例如，上支撑件和/或下支撑件)可以包括开口，流体可以流过这些开口。支架可以包括穿孔的屏蔽件。穿孔的屏蔽件可以邻近过滤膜布置以支撑过滤膜，但是仍然让流体流过其中。穿孔的屏蔽件可以是圆柱体的形式，被过滤膜围绕。

支架可被构造成限定上述旁路通道。

过滤膜可以被构造成使得从入口流到第一出口的流体可以通过过滤膜。过滤膜可以构造成从通过其中的流体中去除污染物(例如，颗粒)。过滤膜可以布置成使得流体可以基本上径向地(相对于壳体的轴线)流过过滤膜(例如，从入口到第一出口)。

过滤膜可位于支架内。过滤膜可以位于上支撑件与下支撑件之间。

过滤膜可布置成使暴露于流体的过滤膜的表面积最大化。过滤膜(或暴露于流体的过滤膜的表面)可包括弯曲(例如褶皱或曲形)，例如以使暴露于流体的过滤膜的表面积最大化。过滤膜(或暴露于流体的过滤膜的表面)可包括一系列弯曲部。

过滤膜可以布置成限定回旋或起伏的路径。这可以增加流体可以通过的过滤膜的表面积，从而增加总体流体流速。过滤膜可以折叠。过滤膜可以有褶皱。第一过滤膜可以以波浪形轮廓布置，例如以折叠构造布置。过滤膜可以是六角手风琴形的。过滤膜可以布置成限定凸角。凸角可远离第一过滤器的中心延伸。

第一过滤器可包括至少4、6、8、10、12、14、16、18或20个的褶曲、六角手风琴形部、褶皱或凸角。

第一过滤器(例如其膜)可以被布置成使得接近第一过滤器的流体的部分流过过滤器(膜)的表面的部分。第一过滤器(例如其膜)可以被布置成使得接近第一过滤器的流体的部分在穿过过滤器(膜)的表面之前流过过滤器(膜)的表面的部分。第一过滤器(例如，膜)可包括倾斜于迎面而来的流体布置的表面。第一过滤器(例如膜)可包括相对于接近第一过滤器的流体流动方向以0度与70度，0度与50度或0度与30度之间的角度布置的表面。

第一过滤器(例如，过滤膜)可以包括有褶皱或六角手风琴形的布置，其可以允许部分流体直接流过过滤器，而部分流体可以在流过褶或六角手风琴形结构的中心处或附近的多孔过滤器结构之前流过过滤器的表面。因此，由于打褶/紧缩的结构，过滤后残留的污染物可能会从表面上洗掉。

可以将膜布置成使得膜的褶曲、褶皱、六角手风琴形部或凸角在第一过滤器的直径、长度或高度的至少五分之一，四分之一，三分之一或二分之一上延伸。

具有大的褶曲、褶皱、六角手风琴形部或凸角的第一过滤器元件具有比其他方式更大的过滤表面积。

过滤膜可以布置成使得其交替地接近壳体或第一过滤器元件的轴线并远离壳体或第一过滤器元件的轴线移动。过滤膜可包括褶曲或弯曲部，其被布置成使得过滤膜可替代地接近壳体或第一过滤器元件的轴线并远离壳体或第一过滤器元件的轴线移动。

过滤膜可限定中央空间，例如，空腔。

过滤膜可以限定星形。过滤膜可以布置成限定具有星形横截面的圆柱体。滤膜可以被配置为使得当n为大于三的任何整数时，在俯视图或仰视图中，其将限定n角星形。过滤器可以是这样的，即从俯视图或仰视图看，它看起来像是扇贝形的或波浪形的。中央空间可以位于壳体中的第一出口的上方。可以有固定在折叠结构上的顶板和底板。

过滤膜可以布置成限定闭环。过滤膜可以布置成限定基本圆柱形的(例如管状的)形状。气缸的顶部和底部可通过支架密封。第一过滤器元件可以被布置成使得流体沿大致径向方向流过过滤膜。

第一过滤器元件可包括烧结材料，例如烧结金属。过滤膜可以包括烧结材料或由烧结材料组成。过滤膜可包含烧结金属。第一过滤膜可以完全由烧结材料(例如金属)制成。过滤膜可包括烧结材料(例如金属)片。过滤膜可以通过烧结工艺制成。

烧结材料可以是烧结钢。烧结材料可以是不锈钢。烧结材料可以包括金属滤布。烧结材料可以包括金属滤布，例如由BOPP(TM)制造的金属滤布。烧结材料可以包括BOPP(TM)生产的Duplex(TM)、Betamesh(TM)或Robusta Wire Cloth(TM)。

第一过滤器可以具有在15至89之间的以微米计的绝对过滤器等级。过滤膜可以包括层状结构。过滤膜可包括编织结构。

烧结金属过滤器的有效性在于其孔隙率，该孔隙率允许流体流过它或保留在其中。孔隙率允许流体通过毛细作用移动通过多孔材料。因此，折叠的烧结结构也增强了流动性能。由于存在增加流体中压力的风险，典型的过滤系统不能在这种尺寸的过滤器中进行这种有效的过滤，因此这种过滤器必须实质上大于可接受的工业标准。烧结是非常精确和准确的制造方法。这样，烧结的再现性高，并且其允许高公差和孔隙率的控制，因此，可以一致且准确地生产烧结金属过滤器。

烧结的材料可以是烧结的金属布。烧结的材料可以使过滤器的孔隙率得到严格控制，并且可以实现微调孔隙率以满足要过滤的流体的要求。烧结金属过滤器的适应性使其适用于许多不同的行业。

其入口或开口可以布置成使得它们将流体直接供给到第一过滤器的褶曲/凸角/弯曲部中。开口可以布置成将流体直接供给到褶曲/弯曲部之间的间隙中。一旦流过过滤膜，就可以通过壳体第一端上的第一出口将流体引出过滤器，返回到系统的流中。第一过滤器元件可以被设计为使得它不需要更换。烧结材料过滤器可以具有自清洁能力。

过滤器可以包括第二过滤器元件。第二过滤器元件可邻近于壳体的第二侧布置。第二过滤器元件可邻近第二出口布置。第一过滤器元件可以布置在过滤器与第二过滤器元件相反的一侧(例如轴向端)。第一过滤器元件可以布置成比第二过滤器元件更靠近壳体的第一侧。第二过滤器元件可以布置成比第一过滤器元件更靠近壳体的第二侧。第一过滤器元件可以布置在壳体的第一侧与第二过滤器元件之间。第二过滤器元件可以布置在第一过滤器元件与壳体的第二侧之间。

第二过滤器元件可能能够过滤出比第一过滤器元件小的颗粒。第二过滤器元件可被构造成过滤出微粒和/或湿气。第二过滤器元件可以构造成过滤出直径为10微米、5微米、2微米、1微米或小于1微米的污染物(例如，颗粒)。

壳体可以限定第二流动路径。第二流动路径可以是从入口到第二出口。第二过滤器元件可以布置在第二流动路径上，例如使得沿着第二流动路径流动的流体必须经过第二过滤器元件。过滤器可以布置成使得流经入口的流体必须流经第二过滤器元件以到达第二出口。

第二过滤器元件(和/或入口和/或第二出口)可以布置成使得流体基本上轴向地(例如相对于壳体和/或第二过滤器元件)流过第二过滤器元件。

第二过滤器元件可以被构造成使得流过过滤器的流体的部分穿过第二过滤器元件。第二过滤器元件可被构造成使得通过入口进入壳体的少量流体流过第二过滤器并通过第二出口离开壳体。

第二过滤器元件可以被布置成使得流过过滤器的流体可以绕过第一过滤器元件并且流过第二过滤器元件。第二过滤器元件可以被布置成使得流体可以从入口流到第二出口而无需通过第一过滤器元件。第二过滤器元件和第二出口可布置成使得从入口流到第二出口的所有流体都绕过第一过滤器。第二过滤器元件可以被布置成使得流体可以从入口流到第二过滤器元件而无需通过第一过滤器元件。

第二过滤器元件可以是基本上圆柱形的。

第二过滤器元件可以从壳体移除，以便于第二过滤器元件的容易重新布置/更换。这可以允许单个过滤器用于多种应用或提供一系列不同的过滤水平。替代地，第二过滤器元件可以固定到过滤器壳体。

第二过滤器元件可以包括天然材料。第二过滤器元件可包括压缩纤维过滤器。纤维可以是纤维素纤维、木浆、聚丙烯和/或聚酯。第二过滤器可以包括金属材料。

第二过滤器可以包括绕结构。第二过滤器可以包括紧密卷绕以形成卷的材料。可以将材料缠绕在心轴上。第二过滤器可以被定向成使得流体轴向地流过卷，例如，沿着卷的片材的表面。

过滤器可以包括密封件。可以布置密封件以防止流体在第一过滤器元件与壳体和/或第二过滤器元件或壳体之间流动。密封件可以围绕第二过滤器元件，并且用作壳体壁与第二过滤器元件之间的屏障，从而迫使流体通过第二过滤器元件。

过滤器可以包括旁通阀。旁通阀可以形成第一过滤器元件或第二过滤器元件的部分。旁通阀可构造成在过滤器中积聚压力的情况下绕过第一过滤器元件和第二过滤器元件中的一个。

旁通阀和包括烧结材料过滤器的第一过滤器元件的组合可以是特别有利的。

如上所述，与替代的类似过滤器相比，烧结材料过滤器被阻塞的频率更低。旁通阀配置为避免过大的过滤器压力。因此，在根据本公开的过滤器中使用的旁通阀不太可能像在没有烧结材料(例如金属)过滤器的过滤器中那样频繁地使用。这意味着旁路阀的磨损减少了或损坏的机会减少了。

此外，当过滤器元件被阻塞且旁通阀处于工作状态时，颗粒和污染物不再被过滤器元件从流体中去除-因此，它们可能与旁通阀相互作用而损坏或阻塞流动路径。这可能会导致旁通阀本身发生故障。在本公开的实施例中，烧结材料过滤器和旁通阀的组合不仅在旁通阀工作时导致故障安全过滤器，而且还提供了旁通阀本身更不太可能发生故障的过滤器。

旁通阀可以布置成绕过第一过滤器元件或第二过滤器元件。旁通阀可以布置成绕过第一过滤膜。旁通阀可以构造成允许流体从入口流到第一出口而无需通过第一过滤器元件(例如，第一过滤膜)。旁通阀可以被构造成允许流体从入口流到第二出口而不经过第二过滤器元件。旁通阀可以平行于第一过滤器元件(例如，第一过滤膜)布置在入口与第一出口之间；或平行于第二过滤器元件布置在入口与第二出口之间。

旁通阀可构造成在关闭布置与打开布置之间移动。在关闭布置中，流体可能无法通过旁通阀。在打开布置中，流体可能能够通过阀。在打开布置中，旁通阀可包括基本等于入口、第一出口和/或第二出口的横截面面积。

旁通阀可构造成响应于过滤器(例如，第一过滤器元件、分离室或第二过滤器元件)中的压力升高而从闭合布置运动至打开布置。升高的压力可以是超过阈值的压力。该阈值可以是由用户设置的预定值，并且可以通过选择旁通阀中的特定弹簧来实现(参见下文)。

旁通阀可以包括阀体、阀密封件和阀弹簧。阀体可以限定入口和出口。阀密封件可位于阀体内。阀弹簧可构造成将阀密封件推向阀体的入口。当阀密封件处于(例如密封)阀入口时，阀可以处于关闭布置。当阀密封件从阀入口移开时，阀可能处于打开布置。

阀入口可以流体地连接到分离室。阀入口可暴露于过滤器(例如分离室)内部的流体压力。旁通阀可以被构造成使得，当阀入口处的压力超过阈值量时，逆着弹簧的作用将阀密封件推离阀入口。当阀密封件已经从阀入口移开(例如移出密封布置)时，流体可以流过阀。因此，阀从关闭布置移动到打开布置。

第一过滤器元件(例如，过滤膜)可以是环形的，并且旁通阀可以位于由第一过滤器元件(例如，过滤膜)限定的中央空间内。过滤膜可限定闭环，并且支架可限定穿过滤膜的中央空间的中央通道。

旁通阀的设置提供了故障安全机制，使得在第一过滤器元件或第二过滤器元件被阻塞的情况下，额外的内部压力将激活旁通阀，并且过滤器将恢复为全流量过滤器。在油被过滤的应用中，这可以通过防止油不足来保护整个系统的功能。

过滤器可包括偏压构件。偏压构件可被布置成将第一过滤器元件推向第一出口。偏压构件可布置成将第二过滤器元件推向第二出口。这些偏压构件可以是单独的偏压构件或相同的偏压构件。偏压构件可以被布置成例如在过滤器的壳体内轴向地推动第一过滤器元件和第二过滤器元件彼此远离。

过滤器可包括分离室。分离室可以是空腔。分离室可以布置在第一过滤器元件和第二过滤器元件之间。分离室可以布置成接受已经绕过第一过滤器元件的流体。分离室可以布置成容纳要流过第二过滤器元件的流体。在使用期间，可以对分离室加压，以使分离室中的流体被推动通过第二过滤器元件到达第二出口。

偏压构件可以被布置为分离第一过滤器元件和第二过滤器元件，从而提供分离室。

过滤器可以包括布置在第二过滤器元件与第二出口之间的支撑盘。支撑盘可被构造成当安装在过滤器中时压缩第二过滤器元件。支撑盘可包括一个孔或一系列孔。支撑盘可能会打孔。

过滤器可以包括帽。帽可以被配置为邻近第一和/或第二过滤器元件安装。帽可以构造成防止流体绕过第一过滤器元件(或其过滤膜)到达第一出口。帽可以构造成防止流体通过环形的第一过滤器元件的中心流到第一出口。帽可以构造成防止流体绕过第二过滤器元件。帽可以构造成防止流体通过环形的第二过滤器元件的中心流到第二出口。

进一步根据本发明的是过滤器元件。过滤器元件可以用于安装在本文中任何地方所述的过滤器中。过滤器元件可以是如本文任何地方所述的第一过滤器元件。过滤器元件可以是如本文任何地方所述的第二过滤器元件。

进一步根据本公开是过滤器阵列。过滤器阵列可以包括多个过滤器，每个过滤器如本文所述。过滤器阵列可以包括并联或串联布置的多个过滤器。过滤器阵列可以包括被配置为支撑多个过滤器的框架。过滤器阵列可以包括入口歧管，该入口歧管布置成可连接至过滤器的入口。过滤器阵列可以包括连接多个过滤器的歧管。过滤器阵列可包括第一出口歧管和/或第二出口歧管，其构造成分别可连接至多个第一出口和/或第二出口。

进一步根据本公开，是用于组装以制造如本文中任何地方所述的过滤器的零件套件。

附图说明

图1a是根据本公开的过滤器的俯视图。

图1b是图1a的过滤器的侧视图。

图1c是图1a的过滤器的剖视图。

图2是用于图1a的过滤器中的第一过滤器元件和旁通阀的分解图。

图3a是第一过滤器元件的俯视图。

图3b是第一过滤器元件的侧视图。

图3c是图2的第一过滤器元件和旁通阀的剖视图。

图4是图1a的过滤器的分解图。

图5a和5b是用在图1a的过滤器中的壳体的透视图。

图5c是图5a的壳体的侧视图。

图6a是用于图1a的过滤器中的帽的透视图。

图6b是图6b的帽的底侧的透视图。

图7是用于图1a的过滤器中的弹簧帽的透视图。

图8是用于图1a的过滤器中的支撑盘的透视图。

具体实施方式

图1a-c描绘了根据本公开的过滤器8。过滤器包括壳体12、第一过滤器元件13和第二过滤器元件15(见图1c)。壳体12基本上是圆柱形的，并且限定了入口18、第一出口20和第二出口22。流过第一过滤器元件13的流体通过第一出口20离开过滤器8。流过第二过滤器元件15的流体通过第二出口22离开过滤器8。

过滤器8可以安装在更宽的系统中，其中入口18、第一出口20和第二出口22连接到更宽的系统以接受污染的流体并输出过滤后的流体。

过滤器8为被过滤的流体提供两个分开的流动路径。待过滤流体的第一部分沿第一流动路径流动，而待过滤流体的第二部分沿第二流动路径流动。因此，进入过滤器的流体被分成两部分，其中一部分被第一过滤器元件13过滤，而另一部分被第二过滤器元件15过滤。

第一过滤器元件13具有比第二过滤器元件15低的过滤水平(即，第二过滤器元件15可以过滤出比第一过滤器元件13小的颗粒/污染物)。但是，第一过滤器元件13的流动阻力比第二过滤器元件15的流动阻力低，这意味着在固定的时期内，流过第一过滤器元件13的流体比第二过滤器元件15的流体更多。这样，进入过滤器8的大部分流体被第一过滤器元件13过滤，这去除了大部分污染物。进入过滤器8的少数流体被第二过滤器元件15过滤，但是该流体被过滤到比第一过滤器元件13过滤的程度更高的程度。

第一出口20和第二出口22都可以连接到较宽的系统，在该较宽的系统中安装了过滤器8，使得过滤后的流体(例如油/润滑剂)可以返回该系统。第一出口20可以连接至较宽系统的高压侧的高压入口。第二出口22可以连接至较宽系统的低压侧的低压入口。此处未示出较宽的系统，但是这种系统的实施例可以是风力涡轮发电机的润滑和冷却系统。

壳体的一端包括与圆柱形壳体的弯曲壁一体形成的基本平坦的表面。尽管过滤器8实际上可以以任何取向使用，但是在下面的描述中，该表面将被称为下表面17。下表面17包括第一出口20和入口18，第一出口20位于圆柱形壳体12的中心轴线上，入口18包括多个径向设置的端口18a-h(见图5a)。

圆柱形壳体12的另一轴向端(在壳体12的上端)包括开口19，该开口可由帽10密封。帽10可插入圆柱形壳体12的开口19中并旋转至将帽10相对于壳体12固定。图1a示出了装配到壳体12的顶部中的帽10，其中帽10和壳体12机械地啮合。在帽10旋转时，在帽10和壳体12之间形成密封，使得流体不能离开壳体。帽与壳体之间的密封由一对O形密封圈54提供，该O形密封圈位于帽10的圆周周围的凹槽中(如图1c所示)。

帽10具有细的圆柱形状。穿过并沿着帽10的中心轴线(并且因此也是壳体12的中心轴线)的端口形式的开口限定第二出口22。第二出口22包括用于附接到另一喷嘴的喷嘴21，管道或阀门，用于将流体从过滤器8中运走。

在该实施例中，壳体12由铝合金或钢制成，以使其能够承受高压；然而，将理解，其他材料可能是合适的。

图1c示出了穿过过滤器8的中心的横截面。第一过滤器元件13位于壳体12的下半部中，邻近下表面17。过滤器8包括布置在第一过滤器元件13与下表面17之间的下密封件32，以支撑第一过滤器元件13并确保来自入口18的流体在不流过第一过滤器元件或第二过滤器元件中的任一个的情况下不能流过第一出口20。下密封件32是橡胶环，并且在壳体12与第一过滤器元件13之间形成密封。下密封件32还用作止回阀，防止流体从入口18流出。

参照图2至图3c更详细地讨论第一过滤器元件13。

图1c还示出了第二过滤器元件15，该第二过滤器元件15位于第一过滤器元件13上方，与帽10邻近。第二过滤器元件15包括纤维素卷16。纤维素卷16包括紧密卷绕的薄纤维素片的卷—例如厚度为0.5mm的纤维素纤维片，每线性米500个褶皱，孔隙率为25微米。纤维素卷16布置成其轴线与壳体12的中心轴线对准，并且其尺寸设置成紧密配合在壳体12中，以防止流体围绕卷16流动。

弹簧帽28被偏压在纤维素卷16的敞开的心轴56的下侧上，以防止流体流过敞开的心轴56的中心。弹簧帽28通过弹簧24而被偏压在第二过滤器元件15上。弹簧24布置在第一过滤器元件13与第二过滤器元件15之间。弹簧24将第一过滤器元件13推向下表面17，将第二过滤器元件推向帽10。在这样做时，弹簧24在第一第一过滤器元件13与第二过滤器元件15之间形成分离室50。分离室50是空腔，流体可以在进入第二过滤器构件15之前流入该空腔中。

现在将参照图1c描述过滤器8的操作。待过滤的流体通过壳体12的下表面17中的入口18进入过滤器8。流体沿着第一过滤器元件13的下侧并通过第一过滤器元件13与壳体12之间的周向间隙行进。

部分流体通过滤膜14径向向内流过第一过滤器元件13。在本实施例中，大约90％的流体被迫通过第一过滤器元件14，该第一过滤器元件14从流体中过滤掉了诸如固体颗粒之类的污染物。由于第一过滤器元件的褶皱，因此与常规过滤材料相比，存在较大的横截面面积，该较大的横截面面积允许大量流体通过第一过滤器元件14。用于生产第一过滤器元件14的钢板的烧结过程产生了包括高密度编织网的微结构。这种网非常适合捕获小颗粒，并且由于褶曲提供的高表面积，流体流动不会减慢，并且过滤器中的压力不会增加。特征的组合提供了高效过滤。然后，已经通过第一过滤器元件14的90％的流体穿过穿孔的筒体26到达中央空间，在该中央空间中，它流向下表面17并通过出口20流出。

不流经第一过滤器元件13的流体的部分向上流动并进入位于第一过滤器元件13和第二过滤器元件13之间的分离室50。分离室50中的压力迫使该流体向上流动通过第二过滤器元件15的纤维素卷16。在本实施例中，壳体12中大约10％的流体绕过第一过滤器元件14并流过第二过滤器元件15的纤维素卷16，纤维素卷16能够捕获水分颗粒和其他超细颗粒。该第二次过滤是更加详尽的，并且通常不适合包括在常规过滤器中，因为第二次过滤会将过滤器中的压力增加到不可接受的水平。然而，在本过滤器8中不是这种情况，在该过滤器中它与第一过滤器元件14的高效烧结金属过滤器结合。因此，有可能使用第二过滤器元件16过滤高达10％的流体，从而使其完全不会受到污染，而不会增加整个过滤器的压力。

一旦流体通过第二过滤器元件16，它就穿过支撑盘30中的穿孔并通过第二出口22离开壳体12。在使用中，第二出口22将附接有管道/软管以将油返回到系统和/或储器。

图2、3a、3b和3c描绘了用于根据本公开的过滤器8中的第一过滤器元件13。

第一过滤器元件13包括支架，该支架包括上板34和下板40。过滤膜14包括以折叠构造布置的烧结金属过滤器，该过滤膜14位于上板34与下板40之间。烧结金属过滤器排列成九角星状。这种布置极大地增加了过滤膜14的表面积并增加了第一过滤器元件13的最大流速。过滤膜14限定了外径和内径。在该实施例中，外径大致等于上板34和下板40的外径。内径大致等于位于过滤膜14的内半径内的穿孔筒26的内径。穿孔筒26支撑过滤膜14，在上板34和下板40之间转移载荷，并允许已通过过滤膜片14的过滤流体进入第一过滤器元件的中心而离开过滤器8。

在第一过滤器元件13内，旁通阀58布置成在过滤器8内部的压力超过阈值的情况下绕过第一过滤器元件。

旁通阀58包括主体44、密封件42和阀弹簧52。

阀体44位于穿孔筒26的内部，夹在上板34和下板40之间。阀体44在其上端包括阀入口60，该阀入口可流体地连接至分离室50的压力并因此暴露于分离室50的压力下。阀体44包括朝向阀体44的下端和侧面的阀出口62。密封件42位于阀体44的内部，并被阀弹簧52向上偏压到关闭位置，在该关闭位置，密封件42位于阀入口60附近，从而密封阀入口60并防止流体流过其中。阀体44具有边缘，该边缘防止阀密封件42被完全推离阀体44。

在过滤膜14被阻塞使得流体不能从中流过的情况下，过滤器8中的压力将增加。进入过滤器8的所有流体将流过第一过滤器元件13和壳体12之间的周向间隙，并且将进入分离室50。因此，分离室50中的压力将增加。这将在阀密封件42上产生压力差，并抵抗阀弹簧52的作用而推动阀密封件42。最终，压力将达到阈值，在该阈值处，阀密封件42会逆着阀弹簧52的作用朝着下表面17向下移动，从而打开阀入口60。然后，来自分离室50的流体可以流过旁通阀58并从第一出口20流出。如果第二过滤器元件15或第二出口22被阻塞，导致分离室50中的压力增加，则会发生相同的过程。

因此，旁通阀58构造成在第一过滤器元件13和第二过滤器元件15中的任何一个被阻塞而导致过滤器压力增加的情况下将过滤器8改变为旁路过滤器。

图4是图1a的过滤器8的分解图。可以通过将下密封件32围绕第一出口20定位在壳体12的下表面17中，将第一过滤器元件13安置在下密封件32的顶部上，来组装过滤器8。弹簧24和弹簧帽28位于第一过滤器元件13的顶部上，并且在第二过滤器元件15移动到位时被压缩。最后，将支撑盘30插入第二过滤器元件15的顶部。然后可以将帽10拧到壳体12上以关闭并密封过滤器8。底部密封件38位于下表面17的底部周围，从而帮助将过滤器8与周围的较宽的系统连接和密封。

图5a至图5c示出了具有形成入口18的八个径向布置的端口18a-18h的壳体12。还示出了在壳体12的下表面17的中心处的第一出口18。壳体12的另一端可以在图5b中可见，并且示出了在壳体12的内壁上的锁定螺纹46。壳体螺纹46啮合帽10，并且用于将帽10相对于壳体12固定。

壳体的内径约为86mm。第一出口具有约20mm的直径。径向设置的入口直径约为8mm，并定位在约44mm螺距圆直径附近。

图6a和6b描绘了在其中心处限定第二出口22的帽10。第二出口的直径约为5mm。帽10具有螺纹48，其在图6b中可见，其与壳体12机械地啮合。第二出口的喷嘴还具有成型的外表面，用于与管道或软管机械地啮合，以使流体与周围系统重新连接。还可以在帽10的圆周周围看到O形圈密封件58。

图7示出了安置于弹簧24与第二过滤器元件15之间的弹簧帽28。弹簧帽是铝的，并且直径约为35mm。弹簧帽28的尺寸使得其具有与第二过滤器元件15中的心轴开口56的直径基本相似的突起。因此，在组装时，弹簧24将弹簧帽28推靠第二过滤器元件15并产生部件之间的密封。

图8示出了位于帽10与第二过滤器元件15之间的穿孔的支撑盘30。穿孔的支撑盘30由铝合金制成并且直径为大约85mm并且厚度为大约1.5mm。穿孔的横截面是圆形的，并且大约间隔几个螺距圆直径。本实施例中有32个穿孔。但是，只要穿孔的分布允许足够的流动，就可以有或多或少的穿孔。

过滤器被构造成使得可以容易地移除帽10并且可以更换或维修内部的任何部件。第二过滤器元件15可以周期性地更换。第一过滤器元件13被设计成使得它不需要更换，但是可以定期用水或清洁液冲洗或清洗，或者如果需要的话可以更换。

根据本公开的实施例可以由在以上考虑的特定实施方案中未讨论的各种材料构造。由其他金属或聚合物构造一些或全部部件可能是优选的。过滤器部件也可以构造成不同的尺寸以适合特定的应用。

尽管已经描述了某些实施例，但是这些实施例仅通过示例的方式给出，并且无意于限制本发明的范围。实际上，本文描述的新颖装置可以以多种其他形式来体现。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对本文所述的装置的形式进行各种省略，替换和改变。所附权利要求及其等同物旨在覆盖将落入本公开范围内的这些形式或修改。

Claims (23)

1.过滤器，包括：

壳体，其限定入口、第一出口和第二出口；

第一过滤器元件，其布置在所述入口与所述第一出口之间，使得流入所述入口的流体的部分流过所述第一过滤器元件并从所述第一出口流出；

第二过滤器元件，其布置在所述入口与所述第二出口之间，使得流入所述入口的流体的部分流过所述第二过滤器元件并从所述第二出口流出；

其中所述第一过滤器元件包括烧结材料过滤器。

2.根据权利要求1所述的过滤器，其中，所述烧结材料过滤器是烧结金属过滤器。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的过滤器，其中，所述第一过滤器元件提供对流体流动的第一阻力，并且所述第二过滤器元件提供对流体流动的第二阻力；其中所述对流体流动的第一阻力小于所述对流体流动的第二阻力。

4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中，所述入口和第一出口布置在所述壳体的第一侧上，并且所述第二出口布置在所述壳体的第二侧上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中，所述壳体包括开口和闭合件，所述闭合件构造成可释放地密封所述壳体；其中，所述闭合件限定所述第二出口。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的过滤器，其中，所述入口具有与相结合的所述第一出口和第二出口基本上相同的横截面面积。

7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中，所述第一过滤器元件布置成使得流体基本径向上向内流过所述第一过滤器元件。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的过滤器，其中，所述过滤器构造成使得通过所述入口进入所述壳体的大部分流体流过所述第一过滤器并且通过所述第一出口流出所述壳体。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的过滤器，其中，所述第一过滤器元件和第二过滤器元件构造成使得流过所述过滤器的流体的超过85％流过所述第一过滤器元件。

10.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中，所述第一过滤器元件布置成使得流体能够从所述入口流到所述第二过滤器元件而无需通过所述第一过滤器元件。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的过滤器，其中，所述第一过滤器元件能够从所述壳体移除。

12.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中，所述第一过滤器可布置成使得接近所述第一过滤器的流体的部分在穿过所述过滤器的表面之前在所述过滤器的表面的部分上流动。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的过滤器，其中，所述第一过滤器元件可包括过滤膜，所述过滤膜构造成从穿过其的流体中去除污染物，并且所述过滤膜布置成限定回旋路径以最大化暴露于流体的过滤膜的表面积。

14.根据权利要求13所述的过滤器，其中，所述过滤膜是六角手风琴形的。

15.根据权利要求13或权利要求14所述的过滤器，其中，所述过滤膜包括编织的层状结构。

16.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中，所述第二过滤器元件包括压缩纤维过滤器。

17.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中，所述过滤器包括旁通阀，所述旁通阀构造成在所述过滤器中建立压力的情况下旁通所述第一过滤器元件和所述第二过滤器元件中的一个。

18.根据权利要求17所述的过滤器，其中，所述第一过滤器元件是环形的，并且所述旁通阀位于由所述第一过滤器元件限定的中央空间内。

19.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其中，所述过滤器包括偏压构件，所述偏压构件布置成将所述第一过滤器元件和所述第二过滤器元件分开，从而提供分离室；以及其中，所述分离室布置成容纳要流过所述第二过滤器元件的流体。

20.用于安装在根据前述权利要求中任一项所述的过滤器中的过滤器元件，所述过滤器元件能够布置在入口与第一出口之间，使得流入所述过滤器的入口的流体的部分流过所述过滤器元件并从所述第一出口流出，其中所述过滤器元件包括烧结材料过滤器。

21.过滤器阵列，包括多个过滤器，每个过滤器是根据权利要求1至19中的任一项所述的过滤器。

22.根据权利要求20所述的过滤器阵列，还包括连接所述多个过滤器的歧管。

23.用于组装以制造根据权利要求1至19中任一项所述的过滤器或根据权利要求19所述的过滤器阵列的零件套件。

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