Конструкция жидкостного фильтра и связанные с ней способы - RU2731926C2

Чертежи

Показать все 19 чертежа(ей)

Описание

[1] Эта заявка подана 20 февраля 2017 г. как международная заявка на патент согласно PCT и заявляет приоритет предварительной заявки на патент США № 62/302553, поданной 2 марта 2016 г., и предварительной заявки на патент США № 62/352609, поданной 21 июня 2016 г., все содержание которых в полном объеме включено в настоящий документ.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[2] Настоящее изобретение относится к картриджам фильтров, фильтрам в сборе, содержащим картридж, соединенный с головкой фильтра, и способам их применения. Конструкция фильтра согласно настоящему изобретению может применяться для фильтрования текучих сред, таких как жидкости, в частности топливо, гидравлические жидкости и смазочный материал.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[3] Фильтры обычно применяют в системах смазки и топливных системах для двигателей внутреннего сгорания и гидравлических системах для мощного оборудования. Фильтры также применяют во многих других видах гидравлических систем. В этих типах систем фильтр периодически заменяют. Один тип применяемой стандартной фильтровальной системы представляет собой навинчиваемый канистровый фильтр.

[4] Навинчиваемые канистровые фильтры являются одноразовыми узлами, которые обычно содержат одноразовый корпус, вмещающий несменяемый фильтрующий элемент (фильтр картриджа), установленный без возможности снятия. Канистра, удерживающая фильтр картриджа, обычно навинчена на головку фильтра посредством резьбового зацепления. Очищаемая жидкость проходит из головки фильтра в корпус для фильтрации. Очищенная жидкость выходит из корпуса и снова поступает в головку фильтра. После некоторого периода использования, навинчиваемый канистровый фильтр снимают с головки фильтра и выбрасывают. Затем на головку фильтра устанавливают новый навинчиваемый канистровый фильтр.

[5] Обычно присутствует определенный тип уплотнительной конструкции между фильтром и головкой фильтра. В прошлом уплотнительная конструкция могла служить помехой при установке и снятии, что приводит к сложности в обслуживании. Также, в конструкциях из уровня техники требуется несколько оборотов при прикручивании корпуса к головке фильтра, прежде чем резьба дойдет до нижней точки. Это может приводить к трудностям, связанным со свинчиванием не по резьбе или ненадлежащей установкой фильтра на головку фильтра. Требуются усовершенствования.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[6] Для устранения проблем уровня техники предлагаются картридж фильтра и фильтр в сборе.

[7] В первом аспекте предлагается картридж фильтра, содержащий корпус, конструкцию с фильтрующим материалом, муфту и уплотнительный элемент корпуса.

[8] Корпус имеет окружающую стенку, образующую внутренний объем. Корпус имеет открытую горловину, сообщающуюся с внутренним объемом, и дно, расположенное напротив горловины. Окружающая стенка имеет внутреннюю поверхность, сообщающуюся с внутренним объемом, и противоположную внешнюю поверхность.

[9] Конструкция с фильтрующим материалом функционально ориентирована во внутренний объем корпуса. Муфта ориентирована противоположно внешней поверхности окружающей стенки. Муфта имеет внутреннюю часть и противоположную внешнюю часть. Внутренняя часть ориентирована противоположно внешней поверхности окружающей стенки. Муфта содержит противоположные первый и второй концы, при этом первый конец расположен вблизи открытой горловины корпуса. Муфта содержит углубление для удержания уплотнения, проходящее вдоль внешней части. Радиально проходящая поверхность основания является частью углубления. Стенка углубления проходит в осевом направлении по меньшей мере частично между поверхностью основания и первым концом муфты. Поверхность основания имеет радиальную длину основания, проходящую от стенки углубления. Муфта содержит несколько витков резьбы, выступающих радиально наружу из резьбовой секции внешней части муфты между вторым концом и поверхностью основания. Резьбовая секция имеет радиальную длину, измеряемую от стенки углубления, при этом радиальная длина резьбовой секции больше радиальной длины основания. Уплотнительный элемент корпуса функционально удерживается в углублении для удержания уплотнения.

[10] Независимо от вышеуказанного и в другом аспекте предлагается картридж фильтра. Картридж фильтра содержит корпус, конструкцию с фильтрующим материалом, муфту и уплотнительный элемент корпуса. Корпус имеет окружающую стенку, образующую внутренний объем. Корпус имеет открытую горловину, сообщающуюся с внутренним объемом, и дно, расположенное напротив горловины. Окружающая стенка имеет внутреннюю поверхность, сообщающуюся с внутренним объемом, и противоположную внешнюю поверхность. Конструкция с фильтрующим материалом функционально ориентирована во внутренний объем корпуса. Муфта расположена противоположно внешней поверхности окружающей стенки. Муфта имеет внутреннюю часть и противоположную внешнюю часть, при этом внутренняя часть ориентирована противоположно внешней поверхности окружающей стенки. Муфта содержит противоположные первый и второй концы, при этом первый конец расположен вблизи открытой горловины корпуса. Муфта содержит углубление для удержания уплотнения, проходящее вдоль внешней части. Углубление содержит радиально проходящую поверхность основания и стенку углубления, проходящую в осевом направлении по меньшей мере частично между поверхностью основания и первым концом муфты. Углубление для удержания уплотнения имеет соединение на пересечении между поверхностью основания и стенкой углубления. Муфта содержит резьбовую секцию, расположенную на внешней части муфты между вторым концом и поверхностью основания. Уплотнительный элемент корпуса функционально удерживается в углублении для удержания уплотнения. Уплотнительный элемент корпуса имеет область сжатия уплотнения. Область сжатия уплотнения в поперечном сечении определена линией области сжатия. Линия, перпендикулярная к линии области сжатия, проходит через соединение в углубление для удержания уплотнения и уплотнительный элемент.

[11] Независимо от вышеуказанного предлагается картридж фильтра, содержащий корпус, имеющий окружающую стенку, образующую внутренний объем, при этом корпус имеет открытую горловину, сообщающуюся с внутренним объемом, и дно, расположенное напротив горловины; окружающая стенка имеет внутреннюю поверхность, сообщающуюся с внутренним объемом, и противоположную внешнюю поверхность. Конструкция с фильтрующим материалом функционально ориентирована во внутренний объем корпуса; и муфта расположена противоположно внешней поверхности окружающей стенки. Муфта имеет внутреннюю часть и противоположную внешнюю часть. Внутренняя часть ориентирована противоположно внешней поверхности окружающей стенки. Муфта содержит противоположные первый и второй концы, при этом первый конец расположен вблизи открытой горловины корпуса; углубление для удержания уплотнения, проходящее вдоль внешней части, и уплотнительный элемент корпуса, удерживаемый в углублении для удержания уплотнения; соединение, образованное на пересечении линии, касательной к самой нижней точке уплотнительного элемента, когда картридж ориентирован горловиной вверх, и линии, касательной к самой внутренней в радиальном направлении части уплотнительного элемента; резьбовая секция расположена на внешней части муфты между вторым концом и поверхностью основания. Уплотнительный элемент корпуса имеет область сжатия уплотнения; при этом область сжатия уплотнения в поперечном сечении определена линией области сжатия. Линия, перпендикулярная к линии области сжатия, проходит через соединение и уплотнительный элемент корпуса.

[12] Независимо от вышеуказанного углубление для удержания уплотнения может быть образовано выступающим радиально наружу ребром, смежным с первым концом муфты, образующим свод углубления, при этом углубление для удержания уплотнения содержит радиально проходящую поверхность основания и стенку углубления, проходящую в осевом направлении между поверхностью основания и сводом.

[13] В аспектах, в которых предусмотрено ребро, ребро может быть выполнено вровень с первым концом муфты.

[14] В аспектах, в которых предусмотрено ребро, ребро может быть выполнено отстоящим от первого конца муфты.

[15] В аспектах, в которых предусмотрено ребро, ребро может быть частью муфты.

[16] В аспектах, в которых предусмотрено ребро, ребро может быть частью корпуса.

[17] В аспектах, в которых предусмотрено ребро, ребро может быть частью как муфты, так и корпуса.

[18] В аспектах, в которых предусмотрено ребро, выступающее радиально наружу ребро имеет длину менее 80% радиальной длины основания.

[19] В аспектах, в которых предусмотрено ребро, выступающее радиально наружу ребро имеет длину менее 60% радиальной длины основания.

[20] В аспектах, в которых предусмотрено ребро, выступающее радиально наружу ребро имеет длину менее 55% радиальной длины основания.

[21] Ребро может отстоять от стенки углубления в радиальном направлении на расстояние, меньшее, чем расстояние, на которое поверхность основания отстоит от стенки углубления.

[22] Поверхность основания расположена на расстоянии по меньшей мере 4 мм и не более 15 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[23] Поверхность основания может быть расположена на расстоянии по меньшей мере 7 мм и не более 11 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[24] Муфта может содержать скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией; при этом скошенная поверхность проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 10–50 градусов.

[25] Муфта может содержать скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией; при этом скошенная поверхность проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 12–30 градусов.

[26] Муфта может содержать скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией; при этом скошенная секция проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 13–17 градусов.

[27] Скошенная поверхность может иметь осевую длину между поверхностью основания и резьбовой секцией, составляющую 0,7–2 мм.

[28] Скошенная поверхность может иметь осевую длину между поверхностью основания и резьбовой секцией, составляющую 0,8–1,5 мм.

[29] Муфта может содержать проходящий в радиальном направлении стопорный элемент между резьбовой секцией и вторым концом.

[30] Стопорный элемент расположен на расстоянии по меньшей мере 17 мм и не более 30 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[31] Стопорный элемент расположен на расстоянии по меньшей мере 18 мм и не более 28 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[32] Стопорный элемент выступает радиально наружу на расстояние, большее, чем любая другая часть муфты.

[33] Конструкция с фильтрующим материалом содержит цилиндр из гофрированного фильтрующего материала, закрепленный между первой и второй торцевыми крышками.

[34] Кольцо может выступать в осевом направлении от первой торцевой крышки в направлении от остальной части конструкции с фильтрующим материалом, и уплотнительный элемент первой торцевой крышки может удерживаться кольцом.

[35] Уплотнительный элемент первой торцевой крышки может выступать радиально наружу от кольца.

[36] Конструкция с фильтрующим материалом может быть закреплена и несъемным образом установлена во внутреннем объеме корпуса.

[37] Дно корпуса может содержать дренажный клапан.

[38] Уплотнительный элемент корпуса может выступать радиально наружу дальше ребра.

[39] Стенка корпуса может перекрывать первый конец муфты.

[40] Стенка корпуса может перекрывать выступающее ребро и проходить вдоль внешней части муфты вдоль стенки углубления.

[41] В другом аспекте предлагается фильтр в сборе, содержащий картридж фильтра согласно описанному выше варианту и дополнительно содержащий головку фильтра, прикрепленную съемным образом к картриджу фильтра.

[42] Головка фильтра может содержать внешнюю стенку, окружающую вмещающую картридж внутреннюю часть. Внешняя стенка имеет торцевой ободок, резьбовую область, ориентированную в сторону вмещающей картридж внутренней части, смежной с торцевым ободком, и наклонный участок. Наклонный участок может быть выполнен под углом в направлении вмещающей картридж внутренней части и расположен с возможностью вхождения в зацепление с уплотнительным элементом корпуса с образованием уплотнения с картриджем фильтра, когда головка фильтра и картридж фильтра функционально соединены друг с другом.

[43] Резьбовая область может быть расположена между наклонным участком и торцевым ободком.

[44] Наклонный участок может быть расположен под углом от 5 до 45 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[45] Наклонный участок может быть расположен под углом от 10 до 30 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[46] Наклонный участок может быть расположен под углом от 12 до 18 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[47] Головка фильтра может содержать конструкцию впуска для перемещения нефильтрованной текучей среды к картриджу фильтра в конструкции выпуска для перемещения фильтрованной текучей среды из картриджа фильтра.

[48] Независимо от вышеуказанного в другом аспекте предлагается фильтр в сборе. Фильтр в сборе содержит головку фильтра, имеющую конструкцию впуска, конструкцию выпуска и внешнюю стенку, окружающую вмещающую картридж внутреннюю часть. Внешняя стенка имеет торцевой ободок, резьбовую область, ориентированную в сторону вмещающей картридж внутренней части, смежной с торцевым ободком, и наклонный участок. Картридж фильтра прикреплен съемным образом к головке фильтра. Картридж фильтра содержит корпус, конструкцию с фильтрующим материалом, функционально ориентированную во внутренний объем корпуса, и муфту, окружающую корпус и расположенную напротив него. Муфта имеет резьбовую секцию, входящую в зацепление с возможностью сопряжения с резьбовой областью головки фильтра. Муфта образует углубление для удержания уплотнения. Уплотнительный элемент расположен в углублении для удержания уплотнения и выступает радиально наружу. Наклонный участок на головке фильтра прижат к уплотнительному элементу с образованием уплотнения между головкой фильтра и картриджем фильтра.

[49] Наклонный участок может быть расположен под углом от 5 до 45 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[50] Наклонный участок может быть расположен под углом от 10 до 30 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[51] Наклонный участок может быть расположен под углом от 12 до 18 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[52] Муфта имеет внутреннюю часть и противоположную внешнюю часть. Внутренняя часть может быть ориентирована противоположно внешней поверхности корпуса. Муфта содержит противоположные первый и второй концы, при этом первый конец расположен вблизи открытой горловины корпуса. Углубление для удержания уплотнения проходит вдоль внешней части, при этом углубление содержит радиально проходящую поверхность основания и стенку углубления, проходящую в осевом направлении по меньшей мере частично между поверхностью основания и первым концом муфты. Углубление для удержания уплотнения имеет соединение, образованное на пересечении линии, касательной к самой нижней точке уплотнительного элемента, когда картридж ориентирован горловиной вверх, и линии, касательной к самой внутренней в радиальном направлении части уплотнительного элемента. Резьбовая секция муфты расположена на внешней части муфты между вторым концом и поверхностью основания. Наклонный участок прижат к уплотнительному элементу корпуса в поперечном сечении вдоль линии области сжатия. Линия, перпендикулярная к линии области сжатия, проходит через соединение в углубление для удержания уплотнения и уплотнительный элемент.

[53] Муфта может содержать скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией. Скошенная поверхность проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 10–50 градусов.

[54] Муфта может содержать скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией; при этом скошенная поверхность проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 12–30 градусов.

[55] Муфта может содержать скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией; при этом скошенная поверхность проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 13–17 градусов.

[56] Скошенная поверхность имеет осевую длину между поверхностью основания и резьбовой секцией, составляющую 0,7–2 мм.

[57] Скошенная секция может иметь осевую длину между поверхностью основания и резьбовой секцией, составляющую 0,8–1,5 мм.

[58] Муфта может содержать проходящий в радиальном направлении стопорный элемент между резьбовой секцией и вторым концом.

[59] Стопорный элемент может быть расположен на расстоянии по меньшей мере 17 мм и не более 30 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[60] Стопорный элемент может быть расположен на расстоянии по меньшей мере 18 мм и не более 28 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[61] Стопорный элемент может выступать радиально наружу на расстояние, большее, чем любая другая часть муфты.

[62] Конструкция с фильтрующим материалом может содержать цилиндр из гофрированного фильтрующего материала, закрепленный между первой и второй торцевыми крышками.

[63] Кольцо может выступать от первой торцевой крышки в направлении от остальной части конструкции с фильтрующим материалом, и уплотнительный элемент первой торцевой крышки может удерживаться кольцом.

[64] Уплотнительный элемент первой торцевой крышки может выступать радиально наружу от кольца.

[65] Конструкция с фильтрующим материалом закреплена и несъемным образом установлена во внутреннем объеме корпуса.

[66] Картридж фильтра может дополнительно содержать дренажный клапан.

[67] Независимо от вышеуказанного и в другом аспекте предлагается способ установки картриджа фильтра на головку фильтра. Способ включает этапы предоставления головки фильтра, предоставления картриджа фильтра и сопряжения посредством резьбы головки фильтра и картриджа фильтра. Этап предоставления головки фильтра включает предоставление головки, имеющей конструкцию впуска и конструкцию выпуска, и внешнюю стенку, окружающую вмещающую картридж внутреннюю часть. Внешняя стенка имеет торцевой ободок и резьбовую область, ориентированную в сторону вмещающей картридж внутренней части, смежной с торцевым ободком. Этап предоставления картриджа фильтра включает предоставление корпуса, конструкции с фильтрующим материалом, функционально ориентированной во внутренний объем корпуса, и муфты, окружающей корпус и расположенной напротив него. Муфта имеет резьбовую секцию, образует углубление для удержания уплотнения и уплотнительный элемент, расположенный в углублении для удержания уплотнения и выступающий радиально наружу. Этап сопряжения посредством резьбы включает сопряжение резьбовой секции муфты с резьбовой областью головки фильтра для сжатия уплотнительного элемента и образования уплотнения между головкой фильтра и картриджем фильтра, при этом уплотнение образуют посредством прикладывания крутящего момента менее 50% от необходимого для образования функционального уплотнения с применением сравнимой головки фильтра, но имеющей прямую секцию вместо наклонного участка.

[68] Этап сопряжения посредством резьбы может включать образование уплотнения посредством прикладывания крутящего момента менее 55% от необходимого для образования функционального уплотнения с применением сравнимой головки фильтра, но имеющей прямую секцию вместо наклонного участка.

[69] Этап сопряжения посредством резьбы может включать образование уплотнения посредством прикладывания крутящего момента не более 15 Н⋅м.

[70] Этап предоставления головки фильтра может включать оснащение внешней стенки головки фильтра наклонным участком, при этом резьбовая область находится между наклонным участком и торцевым ободком. Этап сопряжения посредством резьбы может включать прижатие наклонного участка к уплотнительному элементу с образованием уплотнения между наклонным участком и муфтой и напротив них.

[71] Этап предоставления головки фильтра может включать оснащение внешней стенки головки фильтра наклонным участком, расположенным под углом от 12 до 18 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[72] После этапа сопряжения посредством резьбы может следовать этап отсоединения картриджа фильтра от головки фильтра посредством прикладывания крутящего момента менее 50% от необходимого для отсоединения с применением сравнимой головки фильтра, но имеющей прямую секцию вместо наклонного участка.

[73] После этапа сопряжения посредством резьбы может следовать этап отсоединения картриджа фильтра от головки фильтра посредством прикладывания крутящего момента менее 65% от необходимого для отсоединения с применением сравнимой головки фильтра, но имеющей прямую секцию вместо наклонного участка.

[74] После этапа сопряжения посредством резьбы может следовать этап отсоединения картриджа фильтра от головки фильтра посредством прикладывания крутящего момента менее 15 Н⋅м.

[75] Этап предоставления картриджа фильтра может включать предоставление картриджа фильтра, описанного в различных исполнениях, в любом из вышеуказанных характерных вариантов.

[76] Этап предоставления головки фильтра может включать предоставление головки фильтра согласно различным характерным вариантам, приведенным выше.

[77] Следует понимать, что нет необходимости включать все конкретные признаки, описанные в этом документе, в один вариант, чтобы у такого варианта было то или иное определенное преимущество согласно настоящему изобретению.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[78] На фиг. 1 представлен покомпонентный вид сверху в перспективе фильтра в сборе, сконструированного согласно принципам настоящего раскрытия;

[79] на фиг. 2 представлен покомпонентный вид снизу в перспективе фильтра в сборе, показанного на фиг. 1;

[80] на фиг. 3 представлен вид сверху фильтра в сборе в сборе, показанного на фиг. 1 и 2;

[81] на фиг. 4. представлен вид в разрезе фильтра в сборе, показанного на фиг. 3, при этом разрез взят по линии 4–4 на фиг. 3;

[82] на фиг. 5 показан вид в разрезе картриджа фильтра, применяемого в фильтре в сборе, показанном на фиг. 3 и 4;

[83] на фиг. 6 представлен вид в разрезе муфты, применяемой в картридже фильтра, показанном на фиг. 5;

[84] на фиг. 7 показан увеличенный вид в разрезе области А, показанной на фиг. 6;

[85] на фиг. 8 показан вид в разрезе головки фильтра, показанной как часть фильтра в сборе, показанного на фиг. 4;

[86] на фиг. 9 показан увеличенный вид в разрезе области В–В, показанной на фиг. 8;

[87] на фиг. 10 показан увеличенный вид в разрезе области С–С, показанной на фиг. 4;

[88] на фиг. 11 показан увеличенный вид в разрезе, подобный виду на фиг. 10, но на котором не показана головка фильтра, а изображен другой вариант осуществления;

[89] на фиг. 12 показан увеличенный вид в разрезе, подобный виду на фиг. 10, но на котором не показана головка фильтра, а изображен другой вариант осуществления;

[90] на фиг. 13 показан увеличенный вид в разрезе, подобный виду на фиг. 10, но на котором не показана головка фильтра, а изображен другой вариант осуществления;

[91] на фиг. 14 показан увеличенный вид в разрезе, подобный виду на фиг. 10, но на котором не показана головка фильтра, а изображен другой вариант осуществления;

[92] на фиг. 15 показан увеличенный вид в разрезе, подобный виду на фиг. 10, но на котором не показана головка фильтра, а изображен другой вариант осуществления;

[93] на фиг. 16 показан увеличенный вид в разрезе, подобный виду на фиг. 10, но на котором не показана головка фильтра, а изображен другой вариант осуществления;

[94] на фиг. 17 показан увеличенный вид в разрезе, подобный виду на фиг. 10, но на котором не показана головка фильтра, а изображен другой вариант осуществления;

[95] на фиг. 18 показан увеличенный вид в разрезе, подобный виду на фиг. 10, но на котором не показана головка фильтра, а изображен другой вариант осуществления; и

[96] на фиг. 19 показан увеличенный вид в разрезе, подобный виду на фиг. 10, но на котором не показана головка фильтра, а изображен другой вариант осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[97] Картридж фильтра и фильтр в сборе, устраняющие проблемы уровня техники, показаны на фиг. 1–4.

[98] Фильтр в сборе, сконструированный согласно принципам настоящего раскрытия, показан в покомпонентном виде в перспективе на фиг. 1 и 2 под номером 20. Фильтр в сборе 20 содержит головку 22 фильтра. Головка 22 фильтра будет установлена или соединена с системой, такой как оборудование с системой смазки или топливной системой для двигателей внутреннего сгорания или гидравлическая система для мощного оборудования Головка 22 фильтра будет находиться в жидкостной связи с компонентами этого оборудования, таким образом, чтобы фильтруемая жидкость протекала в головку 22 фильтра для фильтрования фильтром в сборе 20, а затем выходила из головки 22 фильтра в отфильтрованном состоянии для использования оборудованием.

[99] Фильтр в сборе 20 дополнительно содержит картридж 24 фильтра. Картридж 24 фильтра в этом варианте осуществления представляет собой навинчиваемый канистровый фильтр 26. Навинчиваемый канистровый фильтр 26 имеет одноразовую емкость или корпус 28, удерживающий несменяемый фильтрующий элемент 30, установленный без возможности снятия. Корпус 28, удерживающий фильтрующий элемент 30, навинчен на головку 22 фильтра посредством резьбового зацепления. Как можно видеть на фиг. 22, головка 22 фильтра содержит витки 32 резьбы, и корпус 28 содержит витки 34 резьбы. Очищаемая жидкость проходит из головки 22 фильтра в корпус 28 для фильтрования. Жидкость протекает через фильтрующий элемент 30 для фильтрования, снова поступает в головку 22 фильтра, а затем выходит из головки 22 фильтра для использования установленным за ним оборудованием. После некоторого периода использования, картридж 24 фильтра снимают с головки 22 фильтра и выбрасывают. Новый картридж 24 фильтра затем может быть предоставлен и установлен на головку 22 фильтра для фильтрования. В альтернативных вариантах осуществления фильтр в сборе 20 может быть фильтром с картриджем в виде стакана, в котором корпус образует стакан многоразового использования, соединенный с головкой фильтра, а внутри стакана находится заменяемый картридж фильтра.

[100] Обратимся к фиг. 5. На фиг. 5 представлен вид в разрезе картриджа 24 фильтра. Как было сказано ранее, картридж 24 фильтра содержит корпус 28, удерживающий несъемный фильтрующий элемент 30.

[101] Корпус 28 фильтра содержит окружающую стенку 36. Стенка 36 корпуса обычно будет представлять собой тонкостенную конструкцию из металла. Окружающая стенка 36 корпуса 28 образует внутренний объем 38. Корпус 28 имеет открытую горловину 40. Открытая горловина 40 сообщается с внутренним объемом 38.

[102] Корпус 28 содержит дно 42 корпуса. Дно 42 находится в конце корпуса 28 напротив горловины 40. Окружающая стенка 36 имеет внутреннюю поверхность 44. Внутренняя поверхность 44 сообщается с внутренним объемом 38. На стороне стенки 36, противоположной относительно внутренней поверхности 44, находится внешняя поверхность 46. Центральная продольная ось 55 проходит через картридж 24, где он проходит через открытую горловину 40 и дно 42 корпуса.

[103] Фильтрующий элемент 30 установлен во внутреннем объеме 38 корпуса 28 без возможности снятия и отсоединения. Фильтрующий элемент 30 содержит конструкцию 48 с фильтрующим материалом. Конструкция 48 с фильтрующим материалом функционально ориентирована во внутренний объем 38 корпуса 28. Конструкция 48 с фильтрующим материалом может быть реализована во множестве различных форм. Во многих вариантах осуществления конструкция 48 с фильтрующим материалом содержит гофрированный материал 50. Гофрированный материал 50 может быть целлюлозой, стеклом, синтетическим материалом или любой их смесью. Конструкция 48 с фильтрующим материалом может содержать тонковолокнистый материал.

[104] Во многих вариантах осуществления конструкция 48 с фильтрующим материалом является в целом трубчатой, в том числе может иметь овальную или цилиндрическую форму. В этом варианте осуществления она имеет цилиндрическую форму, таким образом, что гофрированный материал 50 образует открытую внутреннюю часть 52 фильтра. Конструкция 48 с фильтрующим материалом, если она содержит гофрированный материал 50, может опираться на внутреннюю опору, такую как перфорированная внутренняя гильза 54. Внутренняя гильза 54 служит опорой для гофр и предотвращает смятие гофр в гофрированном материале 50.

[105] Конструкция 48 с фильтрующим материалом имеет противоположные концы – 56, смежный с открытой горловиной 40, и 58, смежный с дном 42. К конструкции 48 с фильтрующим материалом на конце 56 прикреплена первая торцевая крышка 60. Первая торцевая крышка 60 является открытой торцевой крышкой, поскольку она имеет отверстие 62 в своем центре, сообщающееся с открытой внутренней частью 52 фильтра. Первая торцевая крышка 60 может быть выполнена из различных видов материалов, в том числе неметаллических, таких как нейлон или твердый пластик. Первая торцевая крышка 60 прикреплена к конструкции 48 с фильтрующим материалом либо посредством формования первой торцевой крышки 60 непосредственно на конструкции 48 с фильтрующим материалом, либо другими способами, например, посредством адгезива или компаунда.

[106] Вторая торцевая крышка 64 прикреплена к концу 58 конструкции 48 с фильтрующим материалом. Вторая торцевая крышка 64 обычно будет выполнена из тех же материалов, что и первая торцевая крышка 60, которые могут быть нейлоном или твердым пластиком. Вторая торцевая крышка 64 может быть закрытой относительно открытой внутренней части 52 фильтра, но в некоторых вариантах осуществления она может быть выборочно открыта с применением дренажного клапана, не показанного на фиг. 5. Крепежную конструкцию 66 для дренажного клапана можно видеть на фиг. 5 как часть второй торцевой крышки 64. Корпус 28 может быть открыт на отверстии 68 для доступа, которое таким образом может позволять сливать через дренажный клапан текучую среду из картриджа 24 фильтра.

[107] Снова вернемся к первой торцевой крышке 60, предусмотрено кольцо 70, выступающее в осевом направлении от первой торцевой крышки 60 в направлении от второй крышки 64 и от остальной части конструкции 48 с фильтрующим материалом. Кольцо 70 в этом варианте осуществления расположено вблизи отверстия 62 первой торцевой крышки 60. Кольцо 70 определяет канавку 72. Канавка 72 открыта радиально наружу в направлении внутренней поверхности 44 окружающей стенки 36. Внутри канавки 72 расположен уплотнительный элемент 74 первой торцевой крышки. Уплотнение 74 первой торцевой крышки может быть выполнено в виде уплотнительного кольца. Уплотнительный элемент 74 первой торцевой крышки ориентирован в направлении радиально наружу от кольца 70 и к внутренней поверхности 44 окружающей стенки 36. Это образует уплотнение 165 с головкой 22 фильтра, как далее описано ниже в отношении фиг. 8 и 4.

[108] Хотя возможны множество различных вариантов осуществления, в этом варианте осуществления первая торцевая крышка 60 содержит необязательную центрирующую конструкцию 76. Центрирующая конструкция 76 содержит пару осевых выступов 78, 79, выступающих в осевом направлении от первой торцевой крышки 60 в направлении от второй торцевой крышки 64 и от остальной части конструкции 48 с фильтрующим материалом. Центрирующая конструкция 76 способствует направлению и установке картриджа 24 фильтра на головку 22 фильтра. Осевые выступы 78, 79 отстоят от выступающего кольца 70 и расположены вблизи внешнего радиального края 80 первой торцевой крышки 60.

[109] Первая торцевая крышка 60 дополнительно содержит несколько внешних радиальных выступов 82 (фиг. 1 и 5). Внешние радиальные выступы 82 способствуют центрированию конструкции 48 с фильтрующим материалом внутри корпуса 28 путем прижатия в радиальном направлении к внутренней поверхности 44 стенки 46 корпуса.

[110] Картридж 24 фильтра дополнительно содержит муфту 84. Муфта 84 будет прикреплена к корпусу 28 вдоль внешней поверхности 46 корпуса 28. Во многих вариантах осуществления муфта 84 установлена напротив внешней поверхности 46 окружающей стенки 36.

[111] Увеличенный вид муфты 84 подробно показан на фиг. 6. Муфта 84 имеет внутреннюю часть 86 и противоположную внешнюю часть 88. Внутренняя часть 86, показанная в этом варианте осуществления, ориентирована от внешней поверхности 46 окружающей стенки 36.

[112] Муфта 84 может быть выполнена из множества различных видов материалов, в том числе металлических или неметаллических. В предпочтительных вариантах осуществления муфта выполнена из неметаллического материала, такого как пластик, например, нейлона.

[113] Согласно фиг. 6 муфта 84 имеет противоположные первый и второй концы 91, 92. Первый конец 91 находится вблизи открытой горловины 40 (фиг. 5) корпуса 28. Второй конец 92 отстоит от открытой горловины 40 и обычно находится в верхней трети корпуса 28, когда открытая горловина 40 находится вверху.

[114] Муфта 84 содержит углубление 94 для удержания уплотнения. Углубление 94 для удержания уплотнения проходит вдоль внешней части 88.

[115] На фиг. 7 показан увеличенный вид вида в разрезе одной части муфты 84, сечение показано на участке A по фиг. 6. Муфта 84 имеет выступающее радиально наружу ребро 96. Ребро 96 является смежным с первым концом 91 и образует свод 98 углубления 94. Под выражением «смежный с первым концом 91» понимается, что ребро 96 может находиться либо вровень с первым концом 91, либо отстоять от (ближе либо дальше) остальной части муфты 84 на несколько миллиметров, например, 5 мм или менее. На фиг. 7 ребро 96 находится вровень с первым концом 91. См. фиг. 14 в качестве примера варианта осуществления (из множества возможных), в котором ребро 96 является смежным с первым концом 91 и отстоит от первого конца 91. Радиально проходящая поверхность 100 основания расположена напротив свода 98, образуя дно углубления 94. Стенка 102 углубления проходит в осевом направлении между сводом 98 и поверхностью 100 основания. Поверхность 100 основания имеет радиальную длину 104 основания, проходящую от стенки 102 углубления. Преимущества, включающие уплотнение при меньшем крутящем моменте, достигаются, когда ребро 96 проходит в радиальном направлении на расстояние от стенки 102 углубления, меньшее, чем расстояние, на которое проходит поверхность 100 основания от стенки 102 углубления.

[116] Витки 34 резьбы корпуса выступают радиально наружу из резьбовой секции 106 внешней части 88 муфты 84 между вторым концом 92 и поверхностью 100 основания. Резьбовая секция 106 имеет радиальную длину 108, измеряемую от стенки 102 углубления до внешней части 88, откуда начинают выступать от внешней части 88 отдельные витки 34 резьбы. Радиальная длина 108 резьбовой секции 106 больше радиальной длины 104 основания. Такая конструкция способствует более легкой установке картриджа 24 фильтра на головку 22 фильтра, по сравнению с конструкциями из уровня техники, в которых требуется больший крутящий момент.

[117] Согласно фиг. 4 и 10 уплотнительный элемент 110 корпуса функционально удерживается в углублении 94 для удержания уплотнения. Уплотнительный элемент 110 корпуса образует направленное радиально наружу уплотнение 172 с головкой 22 фильтра, когда картридж 24 фильтра функционально соединен с головкой 22 фильтра. Как будет описано ниже, стенка 36 корпуса необязательно может содержать секцию 37 (фиг. 10), проходящую по меньшей мере в часть углубления 94 и по меньшей мере совпадающую с ним, таким образом, чтобы между и напротив головки 22 фильтра, муфты 84 и секции 37 стенки 36 корпуса было образовано уплотнение 172, проходящее в углубление 94.

[118] Также согласно фиг. 7, углубление 94 для удержания уплотнения содержит соединение 112, образованное на пересечении между поверхностью 100 основания и углублением 102. Соединение 112 не требует угла в 90 градусов, но может проходить по радиусу. Например, соединение 112 может быть на радиусе 0,25 дюйма. Возможно много вариантов осуществления. Этот радиус может быть большим или меньшим, и угол между поверхностью 100 основания и углублением 102 может быть больше или меньше.

[119] Как было указано ранее, уплотнительный элемент 110 корпуса функционально удерживается в углублении 94 для удержания уплотнения. Обратимся к фиг. 10, на которой показан уплотнительный элемент 110 корпуса, удерживаемый в углублении 94 и образующий уплотнение 172 с головкой 22 фильтра. Как может быть понятно из графических материалов на фиг. 10, уплотнительный элемент 110 корпуса имеет область 114 сжатия уплотнения, которая является частью уплотнительного элемента 110 корпуса, которой сообщается сжимающее усилие для образования уплотнения 172 с головкой 22 фильтра. В этом варианте осуществления область 114 сжатия уплотнения при рассмотрении в поперечном разрезе, как показано на фиг. 10, определена линией 116 области сжатия. Линия 116 области сжатия видна на фиг. 10 и фиг. 5. Линия 118 (фиг. 10), перпендикулярная к линии 116 области сжатия, проходит через соединение 112 в углубление 94 для удержания уплотнения и уплотнительный элемент 110. В этом варианте осуществления, выражение «проходящий через уплотнительный элемент 110» означает проходящий более чем через одну точку уплотнительного элемента 110; то есть, если линия 118 является только касательной (линия, которая касается криволинейной поверхности, но не пересекает ее) к уплотнительному элементу 110, не будет проходить через уплотнительный элемент 110 согласно данному определению. В целом, в этом примере линия 118 не будет перпендикулярна центральной оси 55 (фиг. 5), а линия 116 не будет параллельной центральной оси 55.

[120] Такая конструкция выполнена для достижения преимуществ, включая крутящий момент, который меньше требуемого из уровня техники для надежного прикрепления картриджа 24 фильтра к головке 22 фильтра. В настоящем документе описаны некоторые предпочтительные конструкции, которые приводят к такому результату. Например, на фиг. 7 выступающее радиально наружу ребро 96 радиально выступает на длину менее 80% длины радиальной линии 104 основания. Во многих вариантах осуществления длина ребра 96 меньше 60% радиальной длины 104 основания. В еще более предпочтительных вариантах осуществления ребро 96 имеет длину менее 55 процентов радиальной длины 104 основания.

[121] Дополнительные конструкции, приводящие к получению преимущества, предусматривают расположение поверхности 100 основания на расстоянии от 4 мм до не более 15 мм от осевого ободка 120 (фиг. 5), определяющего горловину 40 корпуса 28. В более предпочтительных вариантах осуществления поверхность 100 основания расположена на расстоянии по меньшей мере 7 мм и не более 11 мм, предпочтительно приблизительно 9 мм, от осевого ободка 120, определяющего горловину 40 корпуса 28.

[122] Другие конструкции, приводящие к получению преимущества, предусматривают наличие у муфты 84 скошенной поверхности 122 (фиг. 7). Скошенная поверхность 122 расположена между поверхностью 100 основания и резьбовой секцией 106. Преимущества достигаются наличием скошенной поверхности 122, выполненной под наклоном относительно резьбовой секции 106 под углом 124, составляющим приблизительно 13–17 градусов.

[123] Скошенная поверхность 122 может иметь осевую длину 126 от поверхности 100 основания и до резьбовой секции 106, составляющую 0,7–2 мм. В более предпочтительных вариантах осуществления скошенная поверхность 122 может иметь осевую длину 126 от поверхности 100 основания и до резьбовой секции 106, составляющую 0,8–1,5 мм.

[124] На фиг. 7 показано, что в конкретном иллюстративном варианте осуществления муфта 84 содержит проходящий в радиальном направлении стопорный элемент 128. Стопор 128 предусмотрен между резьбовой секцией 106 и вторым концом 92 муфты 84. Стопорный элемент 128 может быть расположен на расстоянии по меньшей мере 17 мм и не более 30 мм от осевого ободка 120 (фиг. 5), определяющего горловину 40 корпуса 28. В вариантах осуществления, ведущих к достижению более предпочтительных преимуществ, стопорный элемент 128 расположен на расстоянии по меньшей мере 18 мм и не более 28 мм, предпочтительно приблизительно 26 мм, от осевого ободка 120, определяющего горловину 40 корпуса 28. В дополнительных конструкциях, ведущих к достижению преимущества, стопорный элемент 128 выступает радиально наружу на расстояние, большее, чем любая другая часть муфты 84. Это можно видеть в конкретной конструкции, показанной на фиг. 7.

[125] Снова согласно фиг. 5 уплотнительный элемент 110 корпуса выступает радиально наружу дальше ребра 96. Это может давать преимущество образования уплотнения с головкой фильтра с меньшим крутящим моментом, чем у конструкций из уровня техники.

[126] Теперь согласно фиг. 5 и 10 во многих предпочтительных конструкциях стенка 36 корпуса 28 перекрывает первый конец 91 муфты 84 в секции 37, как упоминалось ранее. Например, стенка 36 корпуса 28 может перекрывать выступающее ребро 96 и быть продолжением секции 37 вдоль внешней части 88 муфты 84 вдоль стенки 102 углубления (фиг. 7). В примере, показанном на фиг. 10, стенка 36 корпуса 28 проходит по первому концу 91 муфты 84 вокруг ребра 96, вдоль свода 98 (фиг. 7), и вдоль по меньшей мере части стенки 102 углубления (фиг. 7). На фиг. 10 секция 37 стенки 36 прерывает свою длину вдоль стенки 102 углубления к поверхности 100 основания (фиг. 7), но в других вариантах осуществления она может проходить по всей протяженности стенки 102 углубления к поверхности 100 основания и дальше проходить вдоль поверхности 100 основания.

[127] На фиг. 7 показан пример целесообразного варианта осуществления с размерами, обеспечивающими рабочую конструкцию, ведущую к достижению преимущества. Преимущества включают усовершенствование уровня техники, такое как возможность установки картриджа 24 фильтра на головку 22 с прикладыванием меньшего крутящего момента, чем из уровня техники, а также предоставление уплотнения посредством всего лишь нескольких оборотов, и следовательно возможность избежать трудностей, связанных со свинчиванием не по резьбе. На фиг. 7 ребро 96 показано выступающим из стенки 102 углубления на расстояние 130. Расстояние 130 может быть по меньшей мере 2 мм, не более 5 мм, и предпочтительно приблизительно 4 мм. Угол 132, на который наклонено ребро 96, когда оно проходит от внутренней части 86 в направлении ко внешней части 88, составляет по меньшей мере 3 градуса, не более 7 градусов, и предпочтительно приблизительно 5 градусов. Ребро 96 имеет осевую длину 134 от первого конца 91 до стенки 102 углубления, составляющую по меньшей мере 2 мм, не более 6 мм, и предпочтительно 3–5 мм. Длина 136 от второго конца 92 до поверхности 100 основания составляет по меньшей мере 20 мм, не более 35 мм, и предпочтительно 25–30 мм. Длина 138 от второго конца 92 до верхнего конца резьбовой секции 106 и начала скошенной поверхности 122 составляет по меньшей мере 20 мм, не более 30 мм, и предпочтительно 27–29 мм, например, приблизительно 28 мм. Расстояние 140 между первым концом 91 и верхней поверхностью 142 стопорного элемента 128 составляет по меньшей мере 10 мм, не более 30 мм, предпочтительно 18–28 мм. Верхняя поверхность 142 стопорного элемента 128 является частью стопорного элемента 128, ориентированной к первому концу 91.

[128] На фиг. 6 показан вид в разрезе собственно муфты 84, открепленной от остальной части картриджа 24 фильтра. На фиг. 6 показаны целесообразные размеры вариантов осуществления, дающих преимущества по сравнению с уровнем техники. Некоторые из этих размеров приведены в таблице ниже.

[129] Теперь обратимся к головке 22 фильтра, как показано на фиг. 3, 4, 8 и 9. Головка 22 фильтра имеет внешнюю стенку 156. Внешняя стенка 156 окружает вмещающую картридж внутреннюю часть 158 (фиг. 8). Внешняя стенка 156 имеет торцевой ободок 160. Торцевой ободок 160 будет входить в зацепление со стопорным элементом 128, когда картридж 24 фильтра функционально установлен на головку 22 фильтра. Головка 22 фильтра дополнительно содержит резьбовую область 162 (фиг. 8), содержащую витки 32 резьбы. Резьбовая область 162 проходит вдоль внутренней поверхности 168 стенки 156 и ориентирована к вмещающей картридж внутренней части 158 и сообщается с ней. Резьбовая область 162 в этом варианте осуществления находится в непосредственной близости от торцевого ободка 160.

[130] Головка 22 фильтра дополнительно содержит внутреннюю стенку 164. Внутренняя стенка 164 находится во внутреннем объеме 158 и отстоит от внешней стенки 156. Внутренняя стенка 164 в целом отстоит по оси над (на виде по фиг. 8 с ободком 160 в самом нижнем положении) резьбовой областью 162. Внутренняя стенка 162 проходит или выступает во внутреннюю часть 158 от конца 170 головки 22 фильтра. Внутренняя стенка 162 ориентирована таким образом, чтобы образовывать уплотнение 165 (фиг. 4) с уплотнительным элементом 74 первой торцевой крышки, когда картридж 24 фильтра функционально соединен с головкой 22 фильтра. В данном показанном примере варианта осуществления уплотнение 165 образовано между внутренней радиальной поверхностью 167 (фиг. 8) внутренней стенки 162 и направленным радиально наружу уплотнительным элементом 74 первой торцевой крышки.

[131] Головка 22 фильтра дополнительно содержит наклонный участок 166. Наклонный участок 166 проходит вдоль внутренней поверхности 168 внешней стенки 156 и сообщается с вмещающей картридж внутренней частью 158. Наклонный участок 166 в показанном примере расположен смежно с резьбовой областью 162 и отстоит по оси между резьбовой областью 162 и концом 170 головки 22 фильтра. Конец 170, в ориентации, показанной на фиг. 4 и 8, является верхней поверхностью и противоположен торцевому ободку 160.

[132] Наклонный участок 166 выполнен под углом в направлении вмещающей картридж внутренней части 158 и расположен с возможностью вхождения в зацепление с уплотнительным элементом 110 корпуса с образованием уплотнения 172 (фиг. 4 и 10) с картриджем 24 фильтра, когда головка 22 фильтра и картридж 24 фильтра функционально соединены друг с другом.

[133] Резьбовая область 162 расположена между наклонным участком 166 и торцевым ободком 160. Предусмотрено, чтобы наклонный участок 166 был прижат к уплотнительному элементу 110 корпуса, когда резьбовая область 162 входит в зацепление (входит в сопряжение) с резьбовой секцией 106 (фиг. 7) картриджа 24 фильтра.

[134] Обратимся к фиг. 9, на которой изображен участок B–B по фиг. 8. Показаны примеры размеров, которые могут приводить к вариантам осуществления с преимуществами по сравнению с уровнем техники. Угол наклонного участка 166 показан ссылкой 174. Это функциональная секция наклонного участка 166. Под «функциональной секцией наклонного участка» понимается часть наклонного участка 166, прижатая к уплотнительному элементу 110 корпуса с образованием уплотнения 172 между картриджем 24 фильтра и головкой 22 фильтра. Угол 174 наклонного участка 166 измеряют от внешней стенки 156 головки 122 фильтра. Наклонный участок 166 имеет уклон по мере прохождения от резьбовой области 162 в направлении от торцевого ободка 160 и к концу 170. Угол 174 составляет от 5 до 45 градусов относительно внешней стенки 156 головки фильтра. В некоторых вариантах осуществления наклонный участок 166 расположен под углом от 10 до 30 градусов относительно внешней стенки 156 головки 22 фильтра. Более предпочтительно, наклонный участок 166 расположен под углом от 12 до 18 градусов, например, приблизительно 15 градусов относительно другой стенки 156 головки 22 фильтра.

[135] Другие применяемые размеры головки фильтра, приводящие к преимуществам по сравнению с уровнем техники, показаны в таблице ниже:

[136] На фиг. 4 головка 22 фильтра содержит конструкцию 192 впуска с впускным каналом 194, обеспечивающим доступ во вмещающую картридж внутреннюю часть 158. Головка 22 фильтра дополнительно содержит конструкцию 196 выпуска, имеющую выпускной канал 198.

[137] Конструкция 192 впуска подает жидкостный фильтр к головке 22 фильтра и позволяет ей проникать в головку 22 фильтра во впускной канал 194. Затем жидкость протекает в картридж 24 фильтра, через конструкцию 48 с фильтрующим материалом, затем через отверстие 62 первой торцевой крышки 60. Оттуда отфильтрованная жидкость протекает снова в головку 22 фильтра а затем через выпускной канал 198 к выходу головки 22 фильтра, где она может использоваться установленным за ним оборудованием.

Экспериментальная часть

[138] Было проведено испытание для проверки крутящего момента, необходимого для функциональной установки (образования уплотнений 172 и 165) картриджа фильтра на головку фильтра и снятия с нее. Головку фильтра и картридж фильтра согласно принципам настоящего описания, как показано на фиг. 4 (картридж имеет номер по каталогу 0057A3464 TR, и головка имеет номер по каталогу 0057A3462), сравнивали с картриджем фильтра, имеющим номер по каталогу P573836, и головкой фильтра, имеющей номер по каталогу P573832, из уровня техники. Картридж фильтра и головка фильтра такого типа из уровня техники показаны в публикации WO 2009/149186 (фиг. 19, 19A и 16A), включенной посредством ссылки в настоящее описание. Следует отметить, что эта головка фильтра из уровня техники не имеет наклонного участка 166, а вместо этого головка фильтра имеет стенку со сравнимым сечением, которое является прямым вертикальным сечением, параллельным центральной оси 55 картриджа фильтра. Результаты были следующими:

[139] Из этих результатов можно видеть, как образовано уплотнение 172 (фиг. 4) между уплотнительным элементом 110 корпуса и головкой 22 фильтра с применением крутящего момента не более 10 Н⋅м. Фактически, уплотнение 172 может быть образовано с применением крутящего момента менее 55% от необходимого для образования функционального уплотнения с применением сравнимой головки фильтра, имеющей прямую секцию вместо наклонного участка. Во многих вариантах осуществления уплотнение 172 образовано с применением крутящего момента не более 8,2 Н⋅м. Во многих случаях крутящий момент потребует усилия по меньшей мере 6 Н⋅м для образования уплотнения 172. По сравнению с уровнем техники это составляет процентное уменьшение требуемого крутящего момента на более 50%, фактически более 55%, например, 57%.

[140] Из вышеуказанного будет понятно, что для отсоединения картриджа 24 фильтра от головки 22 фильтра потребуется крутящий момент менее 10 Н⋅м. Фактически, крутящий момент часто будет менее 7 Н⋅м. В предпочтительных приспособлениях при отсоединении картриджа 24 фильтра от головки 22 фильтра будет использован крутящий момент менее 6,5 Н⋅м. Во многих случаях крутящий момент, требуемый для отсоединения картриджа 24 фильтра от головки 22 фильтра, будет более 5 Н⋅м. По сравнению с уровнем техники P573836, крутящий момент, требуемый для отсоединения, уменьшен на более чем 50%; фактически, на более чем 65%; и в некоторых примерах на 75% и более.

Фиг. 11–19

[141] На фиг. 11–19 показаны альтернативные применяемые варианты осуществления, которые могут применяться с картриджем 24 фильтра и головкой 22 фильтра и обеспечивают рабочую конструкцию, дающую преимущество. Преимущества для каждого из этих вариантов осуществления включают усовершенствование уровня техники, такое как возможность установки картриджа 24 фильтра на головку 22 с прикладыванием меньшего крутящего момента, чем из уровня техники, а также предоставление уплотнения посредством всего лишь нескольких оборотов, и следовательно возможность избежать трудностей, связанных со свинчиванием не по резьбе.

[142] В варианте осуществления по фиг. 11 муфта 84 не имеет ребер. В отличие от фиг. 7 и 10 нет ребер 96 (фиг. 7), выступающих от стенки 102 углубления. Корпус 28 показан загнутым на первом конце 91 муфты 84 и имеющим выступ 204, проходящий радиально в направлении от стенки 102 углубления. От наиболее удаленной радиально наружу точки выступа 204 корпуса 28, корпус 28 имеет уклон 206, проходящий радиально внутрь к стенке 102 углубления, проходящей в направлении к поверхности 110 основания. Наиболее удаленная радиально наружу точка выступа 204 расположена на расстоянии X от стенки 102 углубления. Радиальная длина 108 (на фиг. 7), также обозначенная как Y, является расстоянием от стенки 102 углубления до резьбовой секции 106. Преимущества достигаются, когда расстояние Х меньше либо равно 80% расстояния Y. Преимущества включают возможность установки картриджа 24 фильтра на головку 22 с прикладыванием меньшего крутящего момента, чем из уровня техники, а также предоставление уплотнения посредством всего лишь нескольких оборотов, и следовательно возможность избежать трудностей, связанных со свинчиванием не по резьбе.

[143] В варианте осуществления по фиг. 12 стенка 102 углубления содержит карман 220, проходящий за пределы (ниже в ориентации, показанной на фиг. 12) поверхности 100 основания. В этом варианте осуществления имеется горизонтальная линия 224, которая является касательной вдоль части уплотнительного элемента 110, ориентированного смежно или напротив поверхности 100 основания. В ориентации по фиг. 12 также имеется линия 224, проходящая через самую нижнюю точку уплотнительного элемента 110 (или по касательной к ней). Линия 226 является касательной к проходящей максимально внутрь в радиальном направлении части уплотнительного элемента 110. Во многих примерах линия 226 приблизительно параллельна стенке 102 углубления. Пересечение между линией 224 и линией 226 образует соединение 222. Уплотнительный элемент 110 корпуса имеет область 114 сжатия уплотнения (см. фиг. 10), и область 114 сжатия уплотнения в поперечном сечении определена линией 116 области сжатия (фиг. 10). Преимущества возникают, когда линия 118 (фиг. 10), перпендикулярная линии 116 области сжатия, проходит через соединение 222 и уплотнительный элемент 110 корпуса. Преимущества включают возможность установки картриджа 24 фильтра на головку 22 с прикладыванием меньшего крутящего момента, чем из уровня техники, а также предоставление уплотнения посредством всего лишь нескольких оборотов, и следовательно возможность избежать трудностей, связанных со свинчиванием не по резьбе.

[144] В варианте осуществления по фиг. 13 муфта 84 не имеет стенки 102 углубления. Углубление 94 для удержания уплотнения имеет непрямоугольное поперечное сечение, которое может иметь множество форм, в том числе правильного многоугольника или неправильного многоугольника. В примере, изображенном на фиг. 13, углубление 94 для удержания уплотнения имеет треугольную форму, содержащую самую внутреннюю в радиальном направлении часть 240. Корпус 28 показан загнутым на первом конце 91 муфты 84 и имеющим выступ 242, проходящий радиально в направлении от внутренней части 86 муфты 84. От выступа 242 корпуса 28, корпус 28 имеет уклон 246, проходящий радиально внутрь к самой внутренней части 240 углубления 94. Угол уклона будет составлять по меньшей мере 2°, не более 60°, например, приблизительно 30–50°. Также показан диаметр 244 меньшей резьбы. Преимущества возникают, когда расстояние от самой внутренней части 240 до выступа 242 меньше либо равно 80% расстояния от самой внутренней части 240 до диаметра 244 меньшей резьбы. Преимущества включают возможность установки картриджа 24 фильтра на головку 22 с прикладыванием меньшего крутящего момента, чем из уровня техники, а также предоставление уплотнения посредством всего лишь нескольких оборотов, и следовательно возможность избежать трудностей, связанных со свинчиванием не по резьбе.

[145] В варианте осуществления по фиг. 14 муфта 84 имеет выступающее радиально наружу ребро 96 и является смежной с первым концом 91 с образованием свода 98 углубления 94. Под выражением «смежный с первым концом 91» понимается, что ребро 96 может находиться либо вровень с первым концом 91, либо отстоять от (ближе либо дальше) остальной части муфты 84 на несколько миллиметров, например, 5 мм или менее. В этом варианте осуществления ребро 96 является смежным с первым концом 91 и отстоит от первого конца 91. Радиально проходящая поверхность 100 основания расположена напротив свода 98, образуя дно углубления 94. Стенка 102 углубления проходит в осевом направлении между сводом 98 и поверхностью 100 основания. Поверхность 100 основания имеет радиальную длину 104 основания, проходящую от стенки 102 углубления. Корпус 28 загнут на первом конце 91 муфты 84 и перекрывает и образует часть ребра 96. Корпус 28 также проходит вдоль углубления в муфте и охватывает его с образованием части свода 98 и стенки 102 углубления. В этом варианте осуществления корпус 28 проходит до поверхности 100 основания.

[146] В варианте осуществления по фиг. 15 муфта 84 не имеет ребер. В отличие от фиг. 7 и 10 нет ребер 96 (фиг. 7), выступающих от стенки 102 углубления. Стенка 102 углубления имеет наклонный участок 250, проходящий радиально внутрь, поскольку наклонный участок 250 проходит от первого конца 91 муфты до поверхности 100 основания. Наклонный участок 250 имеет достаточный наклон для удерживания уплотнительного элемента 110 на месте и предотвращения его скатывания с муфты 84. Применяемые углы уклона наклонного участка 250 составляют по меньшей мере 2°, не более 60°, например, приблизительно 3–10°. Корпус 28 показан загнутым на первом конце 91 муфты 84 и перекрывающим наклонный участок 250 с образованием наклонного участка 252 корпуса. Наклонный участок 252 корпуса в этом варианте осуществления расположен напротив наклонного участка 250 муфты и может иметь приблизительно такой же уклон, как и наклонный участок 250 муфты, проходя радиально внутрь по мере своего прохождения от первого конца 91 до поверхности 100 основания.

[147] В варианте осуществления по фиг. 16 муфта 84 не имеет ребер, поскольку стенка 102 углубления проходит прямо между первым концом 91 и поверхностью 100 основания. Корпус 28 показан загнутым на первом конце 91 муфты 84 и имеющим ребро корпуса или выступ 258, проходящий радиально в направлении от стенки 102 углубления. В этом варианте осуществления ребро корпуса или выступ 258 проходит радиально наружу до изогнутой секции 260, которая является наиболее удаленной радиально наружу точкой выступа 258. Выступ 258 образует свод 262 углубления 94 для удержания уплотнения. В основании выступа 258 корпус проходит вдоль стенки 102 углубления к поверхности 100 основания. Наиболее удаленная радиально наружу точка выступа 258 расположена на расстоянии X от стенки 102 углубления. Радиальная длина 108 (на фиг. 7), также обозначенная как Y, является расстоянием от стенки 102 углубления до резьбовой секции 106. Преимущества достигаются, когда расстояние X меньше либо равно 80% расстояния Y.

[148] Каждый из вариантов осуществления по фиг. 14–16 включает преимущества, показанные на фиг. 10, то есть уплотнительный элемент 110 корпуса удерживается внутри углубления 94 и образует уплотнение 172 с головкой 22 фильтра. Уплотнительный элемент 110 корпуса имеет область 114 сжатия уплотнения, которая является частью уплотнительного элемента 110 корпуса, которой сообщается сжимающее усилие для образования уплотнения 172 с головкой 22 фильтра. Область 114 сжатия уплотнения при рассмотрении в поперечном разрезе, как показано на фиг. 10, определена линией 116 области сжатия. Линия 116 области сжатия видна на фиг. 10 и фиг. 5. Линия 118 (фиг. 10), перпендикулярная к линии 116 области сжатия, проходит через соединение 112 в углубление 94 для удержания уплотнения и уплотнительный элемент 110.

[149] В каждом из вариантов осуществления по фиг. 14–16 имеется горизонтальная линия 224, которая является касательной вдоль части уплотнительного элемента 110, ориентированного смежно или напротив поверхности 100 основания. В этих вариантах осуществления также имеется линия 224, проходящая через самую нижнюю точку уплотнительного элемента 110 (или по касательной к ней). Линия 226 является касательной к проходящей максимально внутрь в радиальном направлении части уплотнительного элемента 110. Во многих примерах линия 226 приблизительно параллельна стенке 102 углубления, но следует заметить, что линия 226 не параллельна стенке 102 углубления на фиг. 15. Пересечение между линией 224 и линией 226 образует соединение 222. Уплотнительный элемент 110 корпуса имеет область 114 сжатия уплотнения (см. фиг. 10), и область 114 сжатия уплотнения в поперечном сечении определена линией 116 области сжатия (фиг. 10). Преимущества возникают, когда линия 118 (фиг. 10), перпендикулярная линии 116 области сжатия, проходит через соединение 222 и уплотнительный элемент 110 корпуса.

[150] На фиг. 17–19 показано применение уплотнительных элементов 110 корпуса, не имеющих круглой формы поперечного сечения. Эти варианты осуществления обеспечивают рабочие конструкции, дающие преимущество. Преимущества для каждого из этих вариантов осуществления включают усовершенствование уровня техники, такое как возможность установки картриджа 24 фильтра на головку 22 с прикладыванием меньшего крутящего момента, чем из уровня техники, а также предоставление уплотнения посредством всего лишь нескольких оборотов, и следовательно возможность избежать трудностей, связанных со свинчиванием не по резьбе.

[151] На фиг. 17 уплотнительный элемент корпуса 270 имеет трапециевидное поперечное сечение с прямой верхней поверхностью 272 (верхняя поверхность является ближайшей поверхностью к горловине 40, когда горловина 40 ориентирована вверх), которая короче прямой нижней поверхности 274. Уплотнительная поверхность 276 является прямой поверхностью, наклоненной углом вниз и в направлении от верхней поверхности 272, по мере того как уплотнительная поверхность 276 проходит от верхней поверхности 272 к нижней поверхности 274. Уплотнительный элемент 270 имеет в целом прямую секцию 277, смежную со стенкой 102 углубления и проходящую между верхней поверхностью 272 и нижней поверхностью 274.

[152] На фиг. 18 уплотнительный элемент корпуса 280 имеет прямую верхнюю поверхность 282 (верхняя поверхность является ближайшей поверхностью к горловине 40, когда горловина 40 ориентирована вверх), которая короче прямой нижней поверхности 284. Уплотнительная поверхность 286 наклонена под углом вниз и в направлении от верхней поверхности 282, по мере того как уплотнительная поверхность проходит от верхней поверхности 282 к нижней поверхности 284. В этом варианте осуществления уплотнительная поверхность 286 содержит выступающее радиально наружу ребро 288, выходящее из нее. Уплотнительный элемент 280 имеет пару прямых секций 287, 289 с углублением 285 между ними, смежным со стенкой 102 углубления и проходящим между верхней поверхностью 282 и нижней поверхностью 284.

[153] На фиг. 19 уплотнительный элемент корпуса 290 имеет крестообразную форму поперечного сечения. Крестообразная форма содержит части 291, 293 ориентированные как можно ближе к поверхности 100 основания или направленные к ней. Крестообразная форма содержит части 295, 297, расположенные напротив стенки 102 углубления.

[154] В каждом из вариантов осуществления по фиг. 17–19 имеется горизонтальная линия 224, которая является касательной вдоль части уплотнительного элемента 270, 280, 290, ориентированного смежно или напротив поверхности 100 основания. Под выражением «касательная» в вариантах осуществления по фиг. 17 и 18, понимается, что нижняя поверхность 274, 284 является прямой поверхностью, таким образом, что линия 224, касательная к линии поперечного сечения, показывающего нижнюю поверхность 274, 284, является линией, изображающей собственно нижнюю поверхность 274, 284. В варианте осуществления по фиг. 19 «касательная» линия 224 – это линия, проходящая по касательной к каждой из частей 291, 293. В этих вариантах осуществления также имеется линия 224, проходящая через самую нижнюю точку уплотнительного элемента 270, 280, 290 (или по касательной к ней).

[155] Также на фиг. 17–19 показана линия 226, которая является касательной к проходящей максимально внутрь в радиальном направлении части уплотнительного элемента 270, 280, 290. Во многих примерах линия 226 приблизительно параллельна стенке 102 углубления. Под выражением «касательная» по фиг. 17 понимается, что секция 277, смежная со стенкой 102 углубления, является прямой поверхностью, таким образом, что линия 226, касательная к линии поперечного сечения, показывающего секцию 277, является линией, изображающей собственно секцию 277. На фиг. 18, пара секций 287, 289, смежных со стенкой 102 углубления, являются прямыми, так что линия 226, касательная к линиям поперечного сечения, показывающим 287, 289, изображает собственно секции 287, 289. На фиг. 19 касательная линия 226 – это линия, проходящая по касательной к каждой из частей 295, 297.

[156] Пересечение между линией 224 и линией 226 образует соединение 222. Уплотнительный элемент 270, 280, 290 корпуса имеет область 114 сжатия уплотнения (см. фиг. 10), и область 114 сжатия уплотнения в поперечном сечении определена линией 116 области сжатия (фиг. 10). Преимущества возникают, когда линия 118 (фиг. 10), перпендикулярная линии 116 области сжатия, проходит через соединение 222 и уплотнительный элемент 110 корпуса. Преимущества включают низкий крутящий момент, требуемый для соединения картриджа 24 фильтра с головкой 22 фильтра.

Способы

[157] Приспособления, описанные в связи с фиг. 1–13, могут применяться в способах. Один способ является способом установки картриджа 24 фильтра на головку 22 фильтра. Способ включает предоставление головки 22 фильтра, имеющей конструкцию 192 впуска, конструкцию 196 выпуска и внешнюю стенку 156, окружающую вмещающую картридж внутреннюю часть 158. Внешняя стенка 156 содержит ободок 160 и резьбовую область 162, ориентированную в сторону вмещающей картридж внутренней части 158, смежной с торцевым ободком 160.

[158] Способ включает этап предоставления картриджа 24 фильтра. Картридж 24 фильтра содержит корпус 28, конструкцию 48 с фильтрующим материалом, функционально ориентированную во внутренний объем 38, и муфту 84. Муфта 84 окружает корпус 28 и находится напротив него. Муфта 84 содержит резьбовую секцию 106 и определяет углубление 94 для удержания уплотнения. Уплотнительный элемент 110 расположен в углублении 94 для удержания уплотнения и выступает из него радиально наружу.

[159] Способ включает этап сопряжения посредством резьбы резьбовой секции 106 муфты 84 с резьбовой областью 162 головки 22 фильтра для сжатия уплотнительного элемента 110 и образования функционального уплотнения 172 между головкой 22 фильтра и картриджем 24 фильтра. Уплотнение 172 будет образовано посредством прикладывания крутящего момента менее 50% от необходимого для образования функционального уплотнения с применением сравнимой головки фильтра, но имеющей прямую секцию вместо наклонного участка. В некоторых примерах крутящий момент составляет не более 10 Н⋅м. Под «функциональным уплотнением» подразумевается уплотнение, способное выдерживать давления приблизительно 100 фунт/кв. дюйм.

[160] В предпочтительных вариантах осуществления этап сопряжения посредством резьбы будет включать образование уплотнения 172 посредством прикладывания крутящего момента менее 55% от необходимого для образования функционального уплотнения с применением сравнимой головки фильтра, но имеющей прямую секцию вместо наклонного участка.

[161] В предпочтительных способах этап сопряжения посредством резьбы будет включать образование уплотнения 172 с применением крутящего момента менее 6 Н⋅м и не более 8,2 Н⋅м.

[162] Этап предоставления головки 22 фильтра включает предоставление на внешней стенке 156 головки фильтра наклонного участка 166. Резьбовая область 162 будет расположена между наклонным участком 166 и торцевым ободком 160. Этап сопряжения посредством резьбы предпочтительно включает прижатие наклонного участка 166 к уплотнительному элементу 110 с образованием уплотнения 172 между наклонным участком 166 и муфтой 84 и напротив них.

[163] Этап предоставления головки 22 фильтра может включать предоставление на внешней стенке 156 головки фильтра наклонного участка 166, расположенного под углом от 12 до 18 градусов относительно внешней стенки 156 головки 22 фильтра.

[164] Способ может дополнительно включать этап отсоединения картриджа 24 фильтра от головки 22 фильтра. Этот этап будет следовать за этапом сопряжения посредством резьбы. На этапе отсоединения картриджа 24 фильтра от головки 22 фильтра будет использован крутящий момент менее 10 Н⋅м.

[165] В предпочтительных приспособлениях на этапе отсоединения картриджа 24 фильтра от головки 22 фильтра будет использован крутящий момент менее 7 Н⋅м.

[166] В некоторых предпочтительных приспособлениях после этапа сопряжения посредством резьбы, на этапе отсоединения картриджа 24 фильтра от головки 22 фильтра будет использован крутящий момент менее 6,5 Н⋅м и более 5 Н⋅м.

[167] Этап предоставления картриджа фильтра может включать предоставление картриджа 24 фильтра, разные варианты которого описаны выше, с конкретными признаками, выбранными для получения преимущества, но необязательно всеми признаками.

[168] Этап предоставления головки фильтра может включать предоставление головки 22 фильтра, разные варианты которой описаны выше, с выборочными признаками для получения преимущества, но необязательно всеми признаками.

[169] Материалы

[170] Для навинчиваемых фильтров, применимые материалы для корпуса 28 фильтра могут включать металлы, такие как, например, сталь или алюминий. Для применения в фильтрах с картриджем в виде стакана применимые материалы для стакана могут включать виды пластика, металлы или другие материалы, способные выдерживать давления, обычно наблюдаемые в системах фильтрации. Применимые материалы для муфты 84 могут включать пластик, металл или другие материалы, способные выдерживать крутящие моменты, давления и температуры, обычно наблюдаемые в системах фильтрации.

[171] Основные аспекты и принципы настоящего изобретения

[172] Картридж фильтра содержит корпус; конструкцию с фильтрующим материалом в корпусе; и муфту на внешней стороне корпуса; при этом муфта имеет резьбу и удерживает уплотнительный элемент корпуса.

[173] Корпус имеет окружающую стенку, образующую внутренний объем, открытую горловину, сообщающуюся с внутренним объемом, и дно, расположенное напротив горловины; окружающая стенка имеет внутреннюю поверхность, сообщающуюся с внутренним объемом, и противоположную внешнюю поверхность.

[174] Конструкция с фильтрующим материалом функционально ориентирована во внутренний объем корпуса.

[175] Муфта ориентирована противоположно внешней поверхности окружающей стенки корпуса; муфта имеет внутреннюю часть и противоположную внешнюю часть, при этом внутренняя часть ориентирована противоположно внешней поверхности окружающей стенки.

[176] Муфта содержит противоположные первый и второй концы, при этом первый конец расположен вблизи открытой горловины корпуса.

[177] Муфта имеет углубление для удержания уплотнения, проходящее вдоль внешней части; и уплотнительный элемент корпуса функционально удерживается в углублении для удержания уплотнения.

[178] Муфта имеет углубление для удержания уплотнения с радиально проходящей поверхностью основания.

[179] Муфта имеет углубление для удержания уплотнения со стенкой углубления.

[180] Муфта имеет углубление для удержания уплотнения с радиально проходящей поверхностью основания и стенкой углубления; поверхность основания имеет радиальную длину основания, проходящую от стенки углубления.

[181] Выступающее радиально наружу ребро является смежным с первым концом муфты, образующим свод углубления.

[182] Ребро является частью муфты.

[183] Ребро является частью корпуса.

[184] Ребро выполнено вровень с первым концом муфты.

[185] Ребро выполнено отстоящим от первого конца муфты.

[186] Муфта содержит несколько витков резьбы, выступающих радиально наружу из резьбовой секции внешней части муфты.

[187] Муфта содержит несколько витков резьбы, выступающих радиально наружу из резьбовой секции внешней части муфты между вторым концом и поверхностью основания, при этом резьбовая секция имеет радиальную длину, измеряемую от стенки углубления.

[188] Радиальная длина резьбовой секции больше радиальной длины основания.

[189] Углубление для удержания уплотнения имеет соединение на пересечении между поверхностью основания и стенкой углубления.

[190] Уплотнительный элемент корпуса имеет область сжатия уплотнения; при этом область сжатия уплотнения в поперечном сечении определена линией области сжатия.

[191] Линия, перпендикулярная к линии области сжатия, проходит через соединение в углублении для удержания уплотнения и уплотнительный элемент корпуса.

[192] Ребро имеет длину менее 80% радиальной длины основания.

[193] Выступающее радиально наружу ребро имеет длину менее 60% радиальной длины основания.

[194] Выступающее радиально наружу ребро имеет длину менее 55% радиальной длины основания.

[195] Ребро отстоит от стенки углубления в радиальном направлении на расстояние, меньшее, чем расстояние, на которое поверхность основания отстоит от стенки углубления.

[196] Поверхность основания расположена на расстоянии по меньшей мере 4 мм и не более 15 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[197] Поверхность основания расположена на расстоянии по меньшей мере 7 мм и не более 11 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[198] Муфта содержит скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией; при этом скошенная поверхность проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 10–50°.

[199] Муфта содержит скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией; при этом скошенная поверхность проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 12–30°.

[200] Муфта содержит скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией; при этом скошенная поверхность проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 13–17°.

[201] Скошенная поверхность имеет осевую длину между поверхностью основания и резьбовой секцией, составляющую 0,7–2 мм.

[202] Скошенная поверхность имеет осевую длину между поверхностью основания и резьбовой секцией, составляющую 0,8–1,5 мм.

[203] Муфта содержит проходящий в радиальном направлении стопорный элемент между резьбовой секцией и вторым концом.

[204] Стопорный элемент расположен на расстоянии по меньшей мере 17 мм и не более 30 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[205] Стопорный элемент расположен на расстоянии по меньшей мере 18 мм и не более 28 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[206] Стопорный элемент выступает радиально наружу на расстояние, большее, чем любая другая часть муфты.

[207] Конструкция с фильтрующим материалом содержит цилиндр из гофрированного фильтрующего материала, закрепленный между первой и второй торцевыми крышками.

[208] Кольцо выступает в осевом направлении от первой торцевой крышки в направлении от остальной части конструкции с фильтрующим материалом; и уплотнительный элемент первой торцевой крышки удерживается кольцом.

[209] Уплотнительный элемент первой торцевой крышки выступает радиально наружу от кольца.

[210] Конструкция с фильтрующим материалом закреплена и несъемным образом установлена во внутреннем объеме корпуса.

[211] Дно корпуса содержит дренажный клапан.

[212] Уплотнительный элемент корпуса выступает радиально наружу дальше ребра.

[213] Стенка корпуса перекрывает первый конец муфты.

[214] Стенка корпуса перекрывает выступающее ребро и проходит далее вдоль внешней части муфты вдоль стенки углубления.

[215] Головка фильтра прикреплена съемным образом к картриджу фильтра.

[216] Головка фильтра содержит внешнюю стенку, окружающую вмещающую картридж внутреннюю часть; при этом внешняя стенка имеет торцевой ободок, резьбовую область, ориентированную в сторону вмещающей картридж внутренней части, смежной с торцевым ободком, и наклонный участок; наклонный участок выполнен под углом в направлении вмещающей картридж внутренней части и расположен с возможностью вхождения в зацепление с уплотнительным элементом корпуса с образованием уплотнения с картриджем фильтра, когда головка фильтра и картридж фильтра функционально соединены друг с другом.

[217] Резьбовая область расположена между наклонным участком и торцевым ободком.

[218] Функциональная секция наклонного участка расположена под углом от 5 до 45 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[219] Функциональная секция наклонного участка расположена под углом от 10 до 30 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[220] Функциональная секция наклонного участка расположена под углом от 12 до 18 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[221] Головка фильтра содержит конструкцию впуска для перемещения нефильтрованной текучей среды к картриджу фильтра и конструкцию выпуска для перемещения фильтрованной текучей среды из картриджа фильтра.

[222] Фильтр в сборе содержит головку фильтра, имеющую наклонный участок; картридж фильтра, прикрепленный съемным образом к головке фильтра; причем картридж фильтра имеет уплотнительный элемент; и при этом наклонный участок на головке фильтра прижат к уплотнительному элементу с образованием уплотнения между головкой фильтра и картриджем фильтра.

[223] Головка фильтра содержит конструкцию впуска, конструкцию выпуска и внешнюю стенку, окружающую вмещающую картридж внутреннюю часть; при этом внешняя стенка имеет торцевой ободок, резьбовую область, ориентированную в сторону вмещающей картридж внутренней части, смежной с торцевым ободком.

[224] Картридж фильтра содержит корпус, конструкцию с фильтрующим материалом, функционально ориентированную во внутренний объем корпуса, и муфту, окружающую корпус и расположенную напротив него.

[225] Муфта содержит резьбовую секцию, входящую в зацепление с возможностью сопряжения с резьбовой областью головки фильтра, углубление для удержания уплотнения и уплотнительный элемент, расположенный в углублении для удержания уплотнения и выступающий радиально наружу.

[226] Функциональная секция наклонного участка расположена под углом от 5 до 45 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[227] Функциональная секция наклонного участка расположена под углом от 10 до 30 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[228] Функциональная секция наклонного участка расположена под углом от 12 до 18 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[229] Муфта имеет внутреннюю часть и противоположную внешнюю часть, при этом внутренняя часть ориентирована противоположно внешней поверхности корпуса; при этом муфта содержит противоположные первый и второй концы, при этом первый конец расположен вблизи открытой горловины корпуса; при этом углубление для удержания уплотнения проходит вдоль внешней части, при этом углубление образовано выступающим радиально наружу ребром, смежным с первым концом, образующим свод, радиально проходящей поверхностью основания напротив свода и стенкой углубления, проходящей в осевом направлении между сводом и поверхностью основания; углубление для удержания уплотнения содержит соединение, образованное на пересечении линии, касательной к самой нижней точке уплотнительного элемента, когда картридж ориентирован горловиной вверх, и линии, касательной к самой внутренней в радиальном направлении части уплотнительного элемента; при этом наклонный участок прижат к уплотнительному элементу корпуса в поперечном сечении вдоль линии области сжатия; линия, перпендикулярная к линии области сжатия, проходит через соединение в углублении для удержания уплотнения и уплотнительный элемент корпуса.

[230] Муфта содержит скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией; при этом скошенная поверхность проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 10–50°.

[231] Муфта содержит скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией; при этом скошенная поверхность проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 12–30°.

[232] Муфта содержит скошенную поверхность между поверхностью основания и резьбовой секцией; при этом скошенная поверхность проходит под наклоном относительно резьбовой секции под углом 13–17°.

[233] Скошенная поверхность имеет осевую длину между поверхностью основания и резьбовой секцией, составляющую 0,7–2 мм.

[234] Скошенная поверхность имеет осевую длину между поверхностью основания и резьбовой секцией, составляющую 0,8–1,5 мм.

[235] Муфта содержит проходящий в радиальном направлении стопорный элемент между резьбовой секцией и вторым концом.

[236] Стопорный элемент расположен на расстоянии по меньшей мере 17 мм и не более 30 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[237] Стопорный элемент расположен на расстоянии по меньшей мере 18 мм и не более 28 мм от осевого ободка, определяющего горловину корпуса.

[238] Стопорный элемент выступает радиально наружу на расстояние, большее, чем любая другая часть муфты.

[239] Конструкция с фильтрующим материалом содержит цилиндр из гофрированного фильтрующего материала, закрепленный между первой и второй торцевыми крышками.

[240] Кольцо выступает в осевом направлении от первой торцевой крышки в направлении от остальной части конструкции с фильтрующим материалом; и уплотнительный элемент первой торцевой крышки удерживается кольцом.

[241] Уплотнительный элемент первой торцевой крышки выступает радиально наружу от кольца.

[242] Конструкция с фильтрующим материалом закреплена и несъемным образом установлена во внутреннем объеме корпуса.

[243] Картридж фильтра дополнительно содержит дренажный клапан.

[244] Способ установки картриджа фильтра на головку фильтра, при этом способ включает предоставление головки фильтра; предоставление картриджа фильтра с муфтой и уплотнительным элементом; сопряжение посредством резьбы резьбовой секции муфты с резьбовой областью головки фильтра для сжатия уплотнительного элемента и образования уплотнения между головкой фильтра и картриджем фильтра, при этом уплотнение образуют посредством прикладывания крутящего момента менее 50% от необходимого для образования функционального уплотнения с применением сравнимой головки фильтра, но имеющей прямую секцию вместо наклонного участка.

[245] Этап предоставления головки фильтра включает предоставление головки, имеющей конструкцию впуска, конструкцию выпуска и внешнюю стенку, окружающую вмещающую картридж внутреннюю часть; при этом внешняя стенка имеет торцевой ободок, и резьбовую область, ориентированную в сторону вмещающей картридж внутренней части, смежной с торцевым ободком.

[246] Этап предоставления картриджа фильтра включает предоставление корпуса, конструкции с фильтрующим материалом, функционально ориентированной во внутренний объем корпуса, и муфты, окружающей корпус и расположенной напротив него; муфта имеет резьбовую секцию; муфта образует углубление для удержания уплотнения; уплотнительный элемент расположен в углублении для удержания уплотнения и выступает радиально наружу.

[247] Этап сопряжения посредством резьбы включает образование уплотнения посредством прикладывания крутящего момента менее 55% от необходимого для образования функционального уплотнения с применением сравнимой головки фильтра, но имеющей прямую секцию вместо наклонного участка.

[248] Этап сопряжения посредством резьбы включает образование уплотнения посредством прикладывания крутящего момента не более 10 Н⋅м.

[249] Этап предоставления головки фильтра включает оснащение внешней стенки головки фильтра наклонным участком, при этом резьбовая область находится между наклонным участком и торцевым ободком; и этап сопряжения посредством резьбы включает прижатие наклонного участка к уплотнительному элементу с образованием уплотнения между наклонным участком и муфтой и напротив них.

[250] Этап предоставления головки фильтра включает оснащение внешней стенки головки фильтра наклонным участком, расположенным под углом от 12 до 18 градусов относительно внешней стенки головки фильтра.

[251] После этапа сопряжения посредством резьбы, отсоединение картриджа фильтра от головки фильтра посредством прикладывания крутящего момента менее 50% от необходимого для отсоединения с применением сравнимой головки фильтра, но имеющей прямую секцию вместо наклонного участка.

[252] После этапа сопряжения посредством резьбы, отсоединение картриджа фильтра от головки фильтра посредством прикладывания крутящего момента менее 65% от необходимого для отсоединения с применением сравнимой головки фильтра, но имеющей прямую секцию вместо наклонного участка.

[253] После этапа сопряжения посредством резьбы, отсоединение картриджа фильтра от головки фильтра посредством прикладывания крутящего момента менее 7 Н⋅м.

[254] Описанное выше служит для объяснения принципов. С применением этих принципов можно выполнить множество вариантов осуществления.

Реферат

Изобретение относится к картриджам фильтров, фильтрам в сборе, содержащим картридж, которые применяют в системах смазки и топливных системах для двигателей внутреннего сгорания и гидравлических системах для мощного оборудования, а также во многих других видах гидравлических систем. Картридж фильтра содержит корпус, конструкцию с фильтрующим материалом в корпусе и муфту на внешней стороне корпуса. Муфта имеет резьбу и удерживает уплотнительный элемент корпуса, имеет углубление для удержания уплотнения с радиально проходящей поверхностью основания и стенкой углубления; поверхность основания имеет радиальную длину основания, проходящую от стенки углубления. Уплотнительный элемент корпуса функционально удерживается в углублении для удержания уплотнения. Выступающее радиально наружу ребро, смежное с первым концом муфты, образующим свод углубления. Ребро имеет длину менее 80% радиальной длины основания. Изобретение обеспечивает усовершенствованный фильтр. 2 н. и 41 з.п. ф-лы, 19 ил., 3 табл.

Формула