具有灌封垫圈端盖组件的过滤器元件的制作方法

1.本发明涉及过滤器，并且更具体地涉及流体过滤器系统。


背景技术：

2.筒式流体过滤器，例如与发动机相关联的燃料或润滑剂过滤器，通常包括容纳在与发动机螺纹接合的罐内的可更换的过滤器元件。未经过滤的流体(例如，燃料或润滑剂)经由入口端口被过滤器接收，微粒经由过滤器元件从未过滤的流体中去除，并且经过滤的流体经由出口端口被递送到发动机。过滤器元件通常包括大致圆柱形的过滤介质，例如织物或其它多孔材料，其经由一个或多个端盖支撑在罐内，使得未过滤的流体沿大致径向方向流过过滤介质。端盖通常在罐内并且相对于入口和出口支撑和/或定位过滤介质。流体过滤器通常还包括一个或多个密封件，该密封件将入口和出口密封地分开，以减少或消除未过滤的流体绕过过滤介质。
3.典型地，这种流体过滤器的过滤器元件经常被替换以减小过滤介质上的压降，避免密封件的劣化，和/或以其它方式试图确保流体过滤器如所期望地操作。为了更换过滤器元件，通常将罐从发动机上拧下，将入口和出口流之间的密封件移开，将旧过滤器元件从罐中取出，插入新过滤器元件，并将罐重新拧到发动机上。更换滤筒的操作者可以用流体预充罐以避免和/或减少流体系统内的夹带空气。这种预充流体通常是先前使用过的和/或未过滤的流体，并且预充该罐可能需要非常小心以避免预充流体被放置在该过滤介质的下游侧，即过滤流体侧。另外，在滤筒更换期间，需要适当地重新密封旧密封件或新密封件，以在入口和出口之间提供足够的密封，从而减少未过滤的流体绕过过滤介质。过滤介质下游的未过滤和/或预充流体，由于不充分的密封和/或操作者预充，可能导致在操作过程中对一个或多个发动机部件的损坏。
4.授予brown等人的美国专利第6,626,299号(“专利299”)公开了一种用于过滤系统的过滤筒。褶皱的纸过滤介质形成为圆柱体，并且在圆柱体的轴向端部处的端盖保持过滤器的形状。密封垫圈与端盖相关联。至少一侧具有形成在滤筒外周处的径向密封件，以保护相关联的端盖免受外周处存在的较高压力区域的影响。在一些应用中，或者在不希望在过滤器的那个端部流动的其它应用中，另一个轴向端部可以具有类似的径向过滤器，可以利用特别配置为保护相关端盖免受外周处的较高压力的轴向密封件。在相应的端盖处保持较低的压力使得过滤器上的任何轴向负载处于张紧状态，从而防止在滤筒上施加轴向挤压负载。
5.本发明旨在克服本发明人发现的一个或多个问题。


技术实现要素：

6.本文公开了一种用于流体过滤系统的过滤器元件。该过滤器元件包括：过滤介质，该过滤介质具有第一端和与第一端相对的第二端以及在第一端和第二端之间的纵向轴线；以及至少一个端盖组件，其固定地附接到过滤介质的至少一端。该至少一个端盖组件包括
具有第一环形形状的端盖，其具有与该纵向轴线对准并且邻近该过滤介质的该至少一端的过滤器元件出口；具有第二环形形状的第一构件，相对于该纵向轴线与该端盖同心，该第一构件被径向地布置成远离该端盖和该过滤介质并且被轴向地布置在该端盖与该过滤介质的另一端之间；以及将所述端盖与所述第一构件连接的多个臂，每个臂包括从所述端盖延伸到交叉部分的第一部分和从所述交叉部分延伸到所述第一构件的第二部分，所述第二部分与所述第一部分成角度地偏移。
7.在另一方面，本文公开了一种用于机器的流体过滤系统中的可更换的过滤器元件。流体过滤系统包括用于将过滤器元件容纳在其间的过滤器元件室内的容器和基板。该过滤器元件包括过滤介质，该过滤介质具有第一端和与该第一端轴向相对的第二端并且被安排成用于过滤未过滤的流体，该过滤介质围绕内部空间，该内部空间被安排成用于接收来自该过滤介质的经过滤的流体；第一端盖，其与该过滤介质的第一端匹配并且与该内部空间对准，该第一端盖被安排成用于将该过滤后的流体递送至该机器；第一构件，其与该第一端盖同心并且与该第一端盖和该过滤介质径向分开地形成并且从该第一端盖朝向该过滤介质的第二端轴向偏移，该第一构件包括密封装置，该密封装置被配置为用于与该基板和该容器锁定地接合，从而形成对该流体过滤系统的密封；以及对准装置，其包括多个臂，所述多个臂将所述第一端盖与所述第一构件连接，并被配置为弯曲、挠曲、伸长、压缩中的至少一种或其组合，以通过吸收至少所述基板与所述容器之间的对准差异而使所述过滤器元件相对于所述容器和所述基板对准。
8.在另一方面，本文公开了一种流体过滤系统。该流体过滤系统包括容器，该容器具有端壁和外壁，该外壁将该端壁连接到唇缘上以形成容器空腔，该容器具有在该端壁与该容器空腔之间的第一纵向轴线；基板，其具有沿着该第一纵向轴线对准并且邻近该容器空腔的基板空腔，该基板包括与该基板空腔相反并且连接到基板侧壁上的顶壁，该基板联接到该容器上从而在其间形成室；以及过滤器元件，其定位成容纳在所述室内。该过滤器元件包括过滤介质，该过滤介质具有邻近该容器的端壁的第一端、邻近该基板的第二端、在该第一端与该第二端之间的第二纵向轴线；以及端盖组件，其固定地附接到所述过滤介质的所述第一端。该端盖组件包括第一端盖，其具有与该第二纵向轴线对准并且邻近该过滤介质的第一端的过滤器元件出口；第一构件，其相对于该第二纵向轴线与该第一端盖同心并且在该基板的侧壁与该容器的唇缘之间，该第一构件被布置成径向地远离该第一端盖和该过滤介质并且被轴向地布置在该第一端盖与该过滤介质的第二端之间；以及多个臂，其包括弹性体材料并且将所述第一端盖与所述第一构件连接，每个臂包括第一部分和第二部分，所述第一部分从所述第一端盖轴向地延伸到交叉部分，所述第二部分从所述交叉部分径向地延伸到所述第一构件，所述第二部分与所述第一部分成角度地偏移，其中所述多个臂被配置为使所述过滤器元件相对于所述基板和所述容器对准。
附图说明
9.通过研究附图，可以部分地收集关于本发明的实施例的结构和操作的细节，在附图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且其中：
10.图1是根据本发明的流体过滤系统的透视图；
11.图2是图1的流体过滤系统的分解透视图；
12.图3是图1的流体过滤系统沿横截面平面a截取的横截面图；
13.图4是图1的流体过滤系统的示例垫圈的局部横截面透视图，其中移除了容器和基板；
14.图5是图1的流体过滤系统沿横截面平面a和b截取的放大的横截面透视图；
15.图6是从图1的流体过滤系统的容器和基板移除的过滤器元件的透视图；
16.图7和图8是图1的流体过滤系统的示例性过滤器元件的分解透视图，其中移除了容器和基板；
17.图9是图1的流体过滤系统沿具有另一示例垫圈的横截面平面b截取的横截面图。
具体实施方式
18.以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种实施例的描述，而并非旨在表示可以实践本发明的仅有的实施例。为了提供对实施例的透彻理解，详细描述包括具体细节。然而，显而易见的是，本领域技术人员将能够在没有这些具体细节的情况下理解本发明。在一些情况下，为了描述的简洁，以简化的形式示出了公知的结构和部件。为了清楚和便于说明，省略或夸大了一些表面。
19.如本文所用，术语“环形”用于指基本上或完全围绕具有形成固体的孔(本文称为开口、出口、空间等)的中心或纵向轴线的表面。即，如本文所用的环形形状可指圆环或环状结构，环形(例如，围绕纵向轴线旋转的任何几何表面，形成实心主体)和/或环形多面体(例如，当从垂直于纵向轴线的平面观察时具有多边形平面视图的环状形状)。用于形成环形的几何形状可以包括但不限于正方形、矩形、五边形等。此外，环形形状可以是圆柱形或管状，并且可以具有任何平面观看形状，例如但不限于圆形、正方形、矩形、五边形、六边形等。
20.如本文所用，术语“同心”可用于指具有共同中心的任何一个或多个形状或结构，使得较大结构基本上或完全围绕较小结构。
21.图1示出了用于机器(例如发动机)中的流体过滤系统100的实施例的透视图。流体过滤系统100可包括沿纵向轴线110对准的基板500、容器700和端盖组件150。本发明可涉及顶端或顶部和底端或底部。通常，顶端和顶部朝向基板500的顶壁515。通常，对底端和底部的参考是朝向容器700的端壁720。图1还示出了其间具有角度α的示例性横截面平面a和平面b。其间的角度仅出于说明目的而选择以用于本文所说明的实施例，且对于本发明范围内的不同实现可不同。
22.流体过滤系统100可以是流体系统(未示出)内的几个部件中的一个，并可配置为从流体系统的一个或多个上游部件接收未过滤的流体，捕集悬浮在未过滤的流体内的颗粒，即过滤流体，并将过滤的流体提供给流体系统的一个或多个下游部件。流体系统可以包括任何类型的流体系统，例如燃料输送系统、润滑系统和/或冷却剂系统，并且可以或可以不与发动机(未示出)可操作地相关联。另外，流体过滤系统100可配置为过滤任何类型的流体，例如汽油，柴油燃料，润滑油，水，冷却剂和/或任何其它类型的流体。可以设想，流体系统的流体可以加压或不加压，并且如果加压，可以处于任何压力。
23.图2示出了流体过滤系统100的分解透视图。如图1所示，流体过滤系统100可包括容器700和基板500。流体过滤系统100还可包括沿纵向轴线110对准并容纳在基板500和容器700之间的过滤器元件200和出口分隔件600。外壁715的唇缘710与基板500的侧壁524联
接，其中盖组件150的至少一部分位于其间，以流体地密封(例如，气密地)流体过滤系统100。此外，容器700可包括在端壁720处的排放凸台740，其适于接收排放塞800。排放凸台740可以使用第一圆环密封构件830和第二圆环密封构件840中的一个或多个来气密地密封，每个第一圆环密封构件830和第二圆环密封构件840分别定位在排放塞800的第一密封槽824和第二密封槽822内。过滤器元件200可包括具有容纳套筒220的内部空间218的第一过滤介质210。过滤介质210和内部空间218分别位于端盖组件150和位于第一端和第二端的第二端盖240之间。端盖组件150包括第一端盖400，其邻近基板500并形成在灌封垫圈300上，垫圈300位于第一端盖400和过滤介质210之间。流体过滤系统100的每个部件可具有沿纵向轴线110对准的相应纵向轴线。
24.图3示出了沿图1所示的横截面平面a截取的流体过滤系统100的横截面图。
25.基板500可包括侧壁524、顶壁515和与顶壁515相对的开口540，在它们之间形成基板空腔540。侧壁524在形状上可以是总体上环形的并且可以包括凹陷的接合界面560，该接合界面被适配成与包括在垫圈300上的座界面350相接合，由此提供用于密封流体过滤系统100的装置。基板500还可包括侧壁524上的入口510和顶壁515上的出口520。入口端口510和出口端口520可以被配置为经由一个或多个螺栓孔(未参考)将流体过滤系统100连接到例如发动机。在一些实施例中，入口端口510和出口端口520可以各自包括内螺纹，这些内螺纹被适配成用于接收发动机的对应端口或部件，这样使得流体过滤器系统100流体地连接到发动机上。入口端口510可以被配置为用于接收来自该流体系统的一个或多个上游部件的未过滤的流体并且可以被配置为用于将该未过滤的流体经由入口室530引向过滤器元件200。具体地，入口室530可包括由侧壁524和顶壁515围绕并相对于纵向轴线110的大致环形空间。
26.出口端口520可以流体连接到出口分隔件600。出口分隔件600可包括侧壁620、端壁640和与端壁640相对的开口605。出口分隔件600可包括相对于纵向轴线110由侧壁620和端壁640围绕的大致环形空间。该环形空间可以被安排成出口室630，该出口室被配置为用于将该过滤器元件流体连接到该出口端口520上。即，出口端口520可安排成经由出口室630接收来自过滤器元件200的过滤流体，并适于将过滤流体引向流体系统的一个或多个下游部件。侧壁620可以包括环形表面650，该环形表面650围绕开口605从纵向轴线垂直地挤出。环形表面650可与基板500的顶壁515接合以将出口室630与入口室530气密密封。例如，环形表面650可具有在环形表面650上径向均匀间隔开的一个或多个通孔655，紧固件(例如螺钉、螺栓、铆钉等)可以通过这些通孔将出口分隔件600附接到基板500上。在另一个实施例中，单独地或组合地，粘合剂可以将出口分隔件600附接到基板500。可以设想，至少部分地基于出口分隔件600和基板500，入口室530和出口室630可以各自在基板500内限定具有任何形状和/或轮廓(例如多面的)的空间。
27.出口分隔件600还可包括从端壁640远离出口室630挤出的出口凸台610。出口凸台610可适于例如通过装配在第一端盖400的过滤器元件出口405(例如，将内部118流体连接到出口室630的开口)内而与端盖组件150接合。在一些实施例中，出口凸台610适于在过滤器元件出口405内形成密封，以将过滤流体的通道气密地密封到流体系统的一个或多个下游部件。
28.如图3所示，基板500包括适于接收排放塞800的排放凸台553。排放凸台553从顶壁
515朝向出口室630延伸，并且在一些实施例中延伸到出口室630中。排放凸台553包括被安排成用于接收排放塞800的凹座550。在各种实施例中，凹座550包括具有内螺纹的螺纹部分555。
29.容器700可包括具有唇缘710的外壁715和在其间形成容器空腔730的端壁720。外壁715可以是围绕邻近基板500的容器空腔730的大致环形形状，并且可以被适配成经由唇缘710处的座界面350与垫圈300界面和/或以其他方式接合。端壁720可设置在外壁715的与容器空腔730相对的端部处。当联接时，容器空腔730和基板空腔540可大致限定配置为容纳过滤器元件200的内部室(例如，过滤器元件室750)。
30.容器700可包括可配置为便于从容器700排出流体的排出端口和/或可包括任何安全阀(未示出)以限制流体系统的流体压力。例如，容器700包括排放凸台740，该排放凸台740实施为排放端口并适于经由光滑壁的排放孔745接收排放塞800。
31.图3示出了示例性排放塞800。排放塞800包括柄850，该柄850在端部812处具有适于接合凹座550的互补螺纹部分555的螺纹部分810，以及与端部812相对的头部端部820，该头端820安排成密封排放孔745。排放塞800还包括多个不同直径的光滑壁部分805和827，它们安排成分别与过滤器元件凸台222的排放孔745和过滤器元件孔227接合。肩部809位于光滑壁部分805、827之间并连接光滑壁部分805、827，过滤器元件孔227容纳在其上。光滑壁部分827的直径可以大于光滑壁部分805的直径。光滑壁部分827也可以被开口245内的第二端盖240包围。在一些实施例中，光滑壁部分827的直径可以小于开口245的直径。排放塞800还包括第一密封槽824和第二密封槽822。第一密封槽824接收第一圆环密封构件830，第二密封槽822接收第二圆环密封构件840，例如o形环密封件。第一环形密封构件830被配置为在排放塞800与过滤器元件孔227之间提供流体密封。第二圆环密封构件840被配置为在排放塞800与排放孔745之间提供流体密封。排放塞800可以从凹座550中旋出并从流体过滤系统100中抽出。第一圆环密封构件830和第二圆环密封构件840分别从过滤器元件孔227和排放孔745露出，使得流体经由排放孔745流出流体过滤系统100，由此便于流体的移除。
32.过滤器元件200可包括端盖组件150、第二端盖240和其间的过滤介质210。端盖组件150可以被布置成邻近基板500并且可以被配置为将过滤介质210支撑在容器700内并且相对于容器700支撑过滤介质210，并且分别在基板500与容器700之间以及在入口室530与出口室630之间提供密封。过滤介质210可以被配置为捕集悬浮在流体内的微粒和/或其他颗粒，并且可以包括围绕纵向轴线110布置并且沿着纵向轴线110延伸的总体上环形的形状(例如，圆柱形)。密封装置200还可以包括套筒220。套筒220可以包括径向地布置在内部空间218内或径向地布置在过滤介质210的外部的大致环形的管，并且其中可以包括一个或多个穿孔226，穿孔226配置为允许流体从其中流过，例如从过滤介质210流到内部空间218。邻近基板500设置的过滤介质210的第一端212可以与例如接触端盖组件150接合，并且邻近容器700的端壁720布置的过滤介质210的第二端214可以与例如接触第二端盖240接合。套筒220的第二端可包括其中具有与排放塞800的光滑壁表面827接合的过滤器元件孔227的过滤器元件凸台222。第二端盖240可邻近容器700的端壁720布置，并可配置为相对于容器700在其内支承过滤介质210。第二端盖240包括开口245，排放塞800的柄850穿过该开口245。过滤介质210可以包括本领域已知的任何过滤材料和/或介质，例如织物或其他多孔材料，并且可以是或可以不是褶皱的。还可以设想，第二端盖240和套筒220可以由任何合适的材料
制成，例如聚合物或其它塑料，并且可以注射模制。还可以设想，穿孔226可以包括任何形状、尺寸和/或数量，并且可以选择性地省略套筒220。
33.图4示出了具有座界面350的部分横截面图的垫圈300的实施例的透视图。垫圈300可以具有包括多个构件(例如，构件310、320和330)的主体，其是同心的并且彼此径向间隔开并且具有沿着纵向轴线390对准的共同的径向中心。每个构件基本上或完全围绕其中的每个较小构件的周边。最外部的同心第一构件可以包括第二环形形状或结构，该第二环形形状或结构与容器700和基板500互补并匹配，并且从垂直于纵向轴线110的平面看，该第二环形形状或结构围绕或基本上围绕过滤介质210的周边。至少两个同心部件沿纵向轴线朝向过滤介质210的第二端214轴向间隔开距离“h”。该距离h可以取决于例如该过滤器元件的尺寸；流体过滤系统的容器，盖和其它部件的尺寸和/或过滤器元件(例如，用于基于润滑油的流体过滤系统中的过滤器元件)的给定预期用途可以大于用于基于燃料的流体过滤系统中的过滤器元件。垫圈300的主体还包括多个臂(例如，臂340a-f，在此统称为“臂340”)，这些臂围绕纵向轴线390递增地布置并且从纵向轴线390径向地延伸。该多个臂可以围绕纵向轴线390以径向等距的增量定位并且将该多个同心构件彼此连接以形成整体。每个臂340可以包括第一部分342和第二部分344，第一部分342从至少第二构件310沿第一方向朝向至少第一构件320径向地延伸，第二部分344从第一构件320沿第二方向朝向第二构件310轴向地延伸，第二方向与第一方向成角度地偏移(例如，角度θ)并且在交叉部分346(例如，弯曲、转弯等)处与第一部分344相交。虽然在一些实施例中，角度θ可以是钝角，但是在各种实施例中，角度θ可以是大约90度。同心构件中的至少一个包括座界面350，例如，相对于纵向轴线390的最外侧构件(例如，第一构件320)可包括座界面350。垫圈300的主体可由任何柔性弹性体材料形成，所述柔性弹性体材料能够耐受过滤器元件设计用来过滤的流体的连续暴露(例如，不会因暴露于经过滤的流体而劣化)。在各种实施例中，垫圈300的主体可由具有弹性体特性的材料形成，例如具有粘弹性的聚合物(例如，弹性体)，例如丁腈橡胶(nbr)、氢化丁腈橡胶(hnbr)、橡胶共聚物、含氟弹性体(fkm)、氟硅氧烷或氟乙烯基甲基硅氧烷橡胶(fvmq)等等。
34.具体地，在图4所示的实施例中，垫圈300可包括具有第二孔口312并邻近纵向轴线390的大致环形的第二构件310(其在本文中也可称为“定心构件”)，布置在垫圈300的径向外边缘处的大致环形的第一构件320(其在本文中也可称为“外密封构件”)以及布置在定心构件310和外密封构件320之间的大致环形的第三构件330。在所示实施例中，定心和第三构件310、330具有不同半径(例如，分别为半径r310和r330)的类似的环形形状，其中r330大于r310。各个半径的尺寸可以基于所得到的过滤器元件200的尺寸和形状，其可以基于所需的应用和流体过滤系统的尺寸。然而，定心和第三构件310、330可以具有不同的形状。第三构件330可以与定心构件310平面对准地形成，例如，构件310和330的一个或多个表面可以共享共同的表面平面，或者定心构件310和第三构件330的质心可以在共同的平面上对准(例如，共面对准)。外密封构件320邻近与定心构件330相对的第三构件330，并沿纵向轴线390布置成与定心构件310相距横向距离h。如图所示，外密封构件320可以在径向上比定心和/或第三构件310、330更宽。然而，其它配置也是可能的，例如，每个构件可具有相同的宽度或不同的宽度。
35.臂340a-f从定心构件310径向延伸并将定心构件310物理连接到外密封构件320。
臂340a-f围绕纵向轴线以大致相等的增量径向设置，例如，在如图4所示有六个臂340的情况下，臂可以每60度定位。然而，垫圈300可包括更多或更少的臂340，例如，两个、三个、四个、七个、八个等。每个臂340包括第一部分342和第二部分344，第一部分342从定心构件310沿基本平行于定心构件310的方向(例如，垂直于纵向轴线390)朝向外密封构件320径向延伸，第二部分344从外密封构件320沿与第一部分342成角度偏移(例如，角度θ)的方向朝向定心构件310轴向延伸。第一和第二部分342、344在交叉部分346处交叉。角度θ可以是相对于第一部分342的直角或钝角。在一些实施例中，角度θ可以是大约90度，或在制造公差内接近90度，这允许臂340延伸经过第一端盖400而不增加包括垫圈300的过滤器元件200的总直径，如在此详述的。每个臂340可以在相应的联接界面360处联接到外密封构件320。联接界面360可以具有界面接合表面361和臂交叉部362，其中一个或两个是与界面接合表面316相对的表面363和上表面364。交叉部362可大致居中于将表面363连接到界面接合表面361的两个圆角端部365和366之间。联接表面360可适于将外密封构件320与臂340物理地且固定地连接。每个联接界面360(例如，至少界面接合表面361)可以沿着与纵向轴线390交叉的平面比相应的臂340更宽，以避免在垫圈300的使用过程中臂340与外密封构件320的撕裂、断裂或其他分离。在存在第三构件330的情况下，如图4所示，臂340可以与第三构件330交叉，例如，在第一部分342中在所示的交叉部348处。在一些实施例中，第三构件330可以沿着纵向轴线390从定心构件侧向地布置，并且臂340然后可以在第二部分344中与第三构件330交叉。臂340可以包括任何几何形状、长度和/或数量。
36.外密封构件320、第三构件330和臂340可在其相邻的第一孔口之间包围多个第一孔口322，包括任何形状、长度和/或数量。类似地，定心构件310、第三构件330和臂340可在其相邻的第三孔口之间包围多个第三孔332，包括任何形状、长度和/或数量。
37.外密封构件320具有基于座界面350的形状和配置的环形形状。即，外密封构件320具有基于座界面350的旋转横截面形状的环形形状(例如，如图3的局部横截面所示)。座界面350可适于例如与基板500和/或容器700的对应界面锁定接合，以气密地密封流体过滤系统100。图4示出了座界面350的非限制性示例，其包括在外密封构件320的顶表面355上的以半径r352为中心的第一接合界面352(在此也称为突出接合界面352)和与突出接合界面352(例如，在底表面357上)相对且以半径r354为中心的位于第一侧壁356和第二侧壁358之间的第二接合界面354(本文也称为凹陷接合界面354)。如以上结合图3所指示的，座界面350可以经由突出接合界面352和对应的凹陷接合界面560与基板500接合并且经由凹陷接合界面354与容器700接合，该凹陷接合界面被安排成用于接收侧壁356与358之间的外壁715的唇缘710。排放塞800的螺纹部分810在凹座550中的接合使得基板500和容器700向下夹紧在外密封构件320上，通过座界面350保持就位，以气密地密封流体过滤系统100。虽然在图4中示出了示例性的座界面350，但是应当理解，只要垫圈300被安排成经由座界面350气密地密封流体过滤系统100，在不脱离本发明的范围的情况下，配置也是可能的。
38.虽然座界面350被示出为沿着外部构件320的整个长度相对应(例如，被布置)，但是将理解的是，其他配置是可能的。例如，座界面350可以包括沿着顶表面355和/或底表面357递增地定位(等距地间隔开或不规则地间隔开)的多个区段。类似地，突出接合界面352和凹陷接合界面354不需要彼此重叠，并且可以根据特定应用的需要来安排。
39.垫圈300还包括布置在垫圈300的顶表面上的多个凸起表面370。例如，多个凸起表
面370可以从垫圈300的任何一个或多个表面突出，并且可以围绕纵向轴线390在径向方向上等距地间隔开。图4示意性地示出了六个凸起表面370，这些凸起表面370在径向方向上等距地间隔开并且从定心构件310远离外密封构件320突出。然而，在一些实施例中，凸起表面370可包括任何形状、配置、平移或径向分离和/或数量。例如，凸起表面370不需要等间隔开，并且可以随意地围绕垫圈300布置。根据需要，凸起表面370可以形成在定心构件310、外密封构件320、第三构件330和/或一个或多个臂340上。此外，凸起表面370可以是大致盒形、大致圆顶形(例如，部分球形或椭圆形)、大致金字塔形等。
40.虽然前面的描述是参照图4所示的实施例进行的，但是应当理解，其它配置也是可能的。例如，每个构件310、320、330可以具有任何期望的几何形状，例如，具有矩形横截面的大致环形(例如，环形)，该矩形截面具有平行于纵向轴线390的边缘，形成围绕纵向轴线390的实心主体，如图4所示。而在另一个实施例中，一个或多个构件可以是大致圆环形的。此外，当沿纵轴390观察时，定心、外密封和第三构件310、320、330可以是同心圆(如图4所示)，相同或不同类型的同心多边形(例如，同心正方形、同心五边形、同心六边形等)，或其任何组合。此外，多个构件可以包括任意数量的构件。例如，虽然图4示出了三个构件，但是垫圈300可以仅包括定心和外密封构件310、320，或者可以包括除定心、外密封和第三构件310-330之外的附加构件。
41.图5是沿图1所示的横截面平面a和b截取的流体过滤系统100的放大的横截面透视图。图5示出了其间具有角度α的横截面平面a和b。平面a用于示例性地示出沿着平行于纵向轴线110并建立在凸起表面370和纵向轴线110之间的平面的横截面。类似地，平面b用于说明性地示出沿着平行于纵向轴线110并且沿着臂340的质心建立的平面的横截面。因此，由于有六个示例性的凸起表面370和六个示例性的臂340，在该示例中平面a和b之间的角度为150度。其它说明性布置也是可能的。
42.如结合图2所描述的，端盖组件150可以邻近过滤介质210并且在过滤介质210与基板500之间，并且更具体地在过滤介质210与出口分隔件600之间。端盖组件150可以与过滤介质210的第一端接合、接触或以其他方式联接。
43.端盖组件150可包括垫圈300和第一端盖400。垫圈300可以至少部分地封装在第一端盖400中。第一端盖400包括与过滤介质210接合(例如接触)的第一表面410和与第一表面410相对的第二表面420。第一端盖400可以形成(例如，联接、附接、连接、配合)在过滤介质210的第一端212上，如下所述。第一端盖400包括内密封表面430，该内密封表面430与第二孔口312内的出口凸起610接合，以在入口室530和出口室630之间提供流体密封，从而为通过内部空间118到达出口室630的过滤流体提供密封的流体流动。具体地，第一端盖400可包括具有通常基于体育场的环形形状的主体，其具有邻近纵向轴线110的内密封表面430和经由第一和第二表面410、420连接到其上的外表面440。内密封表面430可具有与出口凸台610的半径r610基本相同或甚至更小的半径r430，使得在接合时，出口凸台610向内密封表面施加径向压力，从而将入口室530与出口室630流体密封。各个半径的尺寸可以基于所得到的过滤器元件200的尺寸和形状，这可以基于所需的应用和流体过滤器系统的尺寸(例如，半径r430和r610被配置为使得出口凸台610配合在内密封表面430内以流体地密封过滤器元件200)。在各种实施例中，第一端盖400可由固体固化树脂形成，例如聚合物、尿烷、聚氨酯、硅酮等。
44.第一端盖400可以基本上封装(例如，围绕、包围或以其他方式封闭)垫圈300的至少一部分。即，垫圈300的至少一部分可以基本上在第一端盖400的材料内，使得垫圈的该部分被封装在第一端盖400的表面410-440之间。例如，定心构件310可以邻近过滤介质210的第一端212定位。在一些实施例中，定心构件310的底表面可以与过滤介质210相接触，而在其他实施例中，在它们之间可以存在空间。第一端盖400可以围绕定心构件310形成，如下所述，从而基本上封装定心构件310。因此，在定心构件310与过滤介质210接触的情况下，第一端盖400的材料可不封闭接触区域(例如，定心构件310与过滤介质210接触的表面可与第二表面420共面)。在一些实施例中，第三构件330还可以与定心构件310成一直线地与过滤介质接触(或间隔开)，使得第三构件330类似地被第一端盖400封装。此外，臂340的第一部分342可以类似地被第一端盖400封装，并且在一些实施例中，交叉部分346的一部分和/或第二部分344的一部分可以在第一端盖400内。其中的臂340的量基于垫圈300的设计形状。
45.端盖组件150包括具有与纵向轴线110对准的纵向轴线390的垫圈300。如上所述，垫圈300包括与基板500和容器700连接的外部密封件320，以在基板500和容器700之间提供流体密封。例如，凹陷接合界面354在围绕容器空腔730的远端处接收外壁715的唇缘710。凹陷接合界面354包括半径r354，该半径基本上等于外壁715的半径r715并与之对准。第一侧壁356和第二侧壁358从基板500朝向容器的端壁720突出，并与外壁715的接收部分重叠。类似于凹陷接合界面354并且与凹陷接合界面354相对，突出接合界面352由基板500的侧壁524中的凹陷接合界面560接收。因此，凹陷接合界面560包括半径r560，该半径基本上等于突出接合界面352的半径r352并与之对准。如上所述，排放塞800在凹座550中的接合使得基板500被拉向容器700，反之亦然，使得侧壁524和外壁715在外密封构件320上施加夹紧力或压缩力，由此流体地或气密地密封流体过滤系统100。
46.外密封构件320的质心可相对于定心构件310的质心沿纵向轴线110横向布置距离h。如上所述，臂340将外密封构件320联接到定心构件310，并且同样联接到第一端盖400。因此，第一端盖400和垫圈300可形成端盖组件150的不可分离的主体。在一些实施例中，外密封构件与过滤介质210间隔开，其中过滤介质210的一部分定位在第一孔口322中。第一孔口322将入口室530与容器空腔730流体连接，以允许过滤介质210从入口室530接收未过滤的流体。
47.图6示出了没有容器700、基板500、出口分隔件600和排放塞800的过滤器元件200的透视图。如本文所述，过滤器元件200包括过滤介质210、套筒220、端盖组件150和第二端盖240。在各种实施例中，过滤器元件200固定地形成为至少包括过滤介质210和端盖组件150的整体。在另外的实施例中，过滤介质210、套筒220、端盖组件150和第二端盖240一体地形成。过滤介质210可包括沿过滤介质210的纵向长度轴向延伸的多个径向布置的翅片216。翅片216可附接到沿过滤介质210的纵向长度递增地布置的多个支撑环215，为翅片提供结构支撑。
48.如图6所示，过滤器元件200包括具有第一端212和第二端214的过滤介质210，第二端214沿着竖直轴线(例如，纵向轴线390)与第一端212相对。端盖组件150固定地附接到和/或配合到过滤介质210的第一端212上并且包括具有第一环形形状的第一端盖400，其中过滤器元件出口405与纵向轴线390对准并且邻近过滤介质210的第一端212(例如，与内部空间218对准)。端盖组件150还至少包括第一构件320，第一构件320与第一端盖400同心，并且
与第一端盖400和过滤介质210径向分开地形成，并且从第一端盖400朝向过滤介质的第二端214轴向偏移。第一构件320可以包括座界面350。当沿垂直于纵向轴线390并形成在第一端盖400和第二端214之间的平面观察时，第一构件320可基本上围绕和重叠过滤介质210的周边。多个臂340可形成为将第一端盖400与第一构件320连接。每个臂240可具有从第一端盖400径向延伸到交叉部分346的第一部分342和从交叉部分延伸到第一构件320的第二部分344，使得第二部分344从第一部分342成角度地偏移。在一些实施例中，臂240和第一构件320可被包括作为垫圈300的一部分，例如，具有如本文所述的多个构件。
49.过滤器元件200可以以任意数量的工艺制造，这里提供了其非限制性示例。垫圈300可以例如通过使用具有弹性体特性的材料(例如，注射到用于垫圈300的突出模具中的nbr、hnbr、橡胶共聚物等(例如，与垫圈300互补和相反的形状))注射模制而形成。然后可将模制垫圈300放置在端盖400的突出模具中。在一些实施例中，用于端盖400的模具可以是聚氨酯模具(例如，聚四氟乙烯)。该模具包括与过滤器元件出口405相反的突出部(在此称为出口突出部)，该突出部围绕与所希望的第一端盖400形状相反的形状(在此称为端盖突出部)。通过将第二孔口312与过滤器元件出口405的相反的突出部对准，并且通常将垫圈300的纵向轴线390与出口突出部对准，可以将垫圈300放置在端盖突出部内。凸起表面370可接触模制表面以在垫圈300和最终的第一端盖400之间提供适当的轴向对准。然后可将用于第一端盖400的液体材料(例如，固体固化树脂，例如但不限于聚合物、尿烷、聚氨酯、硅酮等)灌封(例如，灌注)到封装垫圈300的模具中。一旦灌封，可将过滤介质210放置到模具中，使得出口突出部在内部空间218内(例如，沿纵向轴线110对准)。第一端212与模具内的液体材料接触，在其间形成界面。在一些实施例中，如上所述，过滤介质210也可以接触垫圈300。然后可使用已知方法固化液体材料以固化和凝固液体材料，从而形成第一端盖400。照此，第一端盖400在接触界面处固定地附接到(例如，配合)过滤介质210的第一端212，并且模制垫圈300被封装在第一端盖400的材料内。通过固化过程，垫圈300整体地封装在端盖组件150内并整体地连接到过滤介质210，以形成在使用和更换期间保持不可分离的过滤器元件200的整体。在一些实施例中，第二端盖240可以使用相同或不同的液体材料类似地灌封在过滤介质210的第二端214上，而没有垫圈300。而在其它实施例中，第二端盖240可通过其它工艺形成。
50.虽然在图6中示出的过滤器元件200在过滤介质210的第一端212处具有端盖组件150，但是其它配置也是可能的。例如，图7和图8是用在图1的流体过滤系统中的示例性过滤器元件250和260的分解透视图。过滤器元件250和260可以基本上类似于过滤器元件200，除了端盖组件150和第二端盖240的配置可以不同。图7示出了形成在过滤介质210的第二端214处的端盖组件152。也就是说，在某些实施例中，端盖组件152可以包括以基本上类似于上述的方式封装在固定地附接到过滤介质210的第二端214的第二端盖240内的垫圈300。在该实施例中，第一孔322可以不是主流体流动路径的一部分(例如，从入口室接收未过滤的流体)，而是在更换期间允许流体通过孔口322排出。在所示示例中，外密封构件320可轴向地布置在第二端盖240和过滤介质的第一端212之间。
51.图8示出了另一示例性过滤器元件260，其具有分别形成在过滤介质210的第一端212和第二端214处的第一端盖组件(例如端盖组件150)和第二端盖组件(例如端盖组件152)。也就是说，在某些实施例中，第一端盖组件150可以是如在此所描述的并且第二端盖
组件152可以是如以上结合图7所描述的。虽然在此提供了说明性示例，但是应当理解，过滤器元件200、250和260不是相互排斥的，并且每个的配置都是可能的。例如，在前述实施例中的任一个中，垫圈300可竖直翻转，使得外密封构件320可轴向布置成不与过滤介质210重叠(例如，不在第二端盖240和第一端214之间)，即，远离过滤介质的第二端214和第一端212。
52.图9是图1的流体过滤系统沿包括垫圈900的另一实施例的横截面平面b截取的横截面图。垫圈900可以基本上类似于垫圈300，除了臂940的配置不同于垫圈300的臂340。这样，垫圈900可以包括与垫圈300结合使用的相同的部件和附图标记，除非在此提供。即，例如，垫圈900包括具有座界面350的外密封构件310和围绕纵向轴线390与外密封构件310同心的定心构件320。垫圈900还包括多个臂940，每个臂包括第一部分942和第二部分944。第一部分944可从第一端盖400的第一表面410朝向外密封构件320轴向延伸到交叉部分946。第二部分944可从外密封构件320朝向第一端盖400径向延伸，并在交叉部分946处与第一部分944相交(例如，弯曲、转弯等)。在一些实施例中，第二部分944可以形成为基本上垂直于垫圈900的纵向轴线390。在一些实施例中，单独地或组合地，第一部分942可以被形成为基本上平行于纵向轴线390。因此，第一部分942和第二部分944可以成角度地偏移大约90度的角度。然而，因为臂由柔性材料形成，所以当安装在流体过滤系统100内时可以改变相对取向，以便吸收其中各种部件之间的公差失配和差异。在一些实施例中，第二部分944与第一部分942之间的角度偏移可以是钝角，使得第一部分944以相对于90度的角度朝向外密封构件320延伸。
53.垫圈900还包括封装在第一端盖400内的第三部分945，其从定心构件310(例如，类似于垫圈300的第一部分342)朝向外密封构件320径向延伸，在交叉部348处与第三构件330交叉，并在交叉部分949处与第一部分942相交。在各种实施例中，第一部分942可以以大约90度的角度与第三部分945成角度地偏移，而在其他实施例中，该角度偏移可以是朝向外密封构件320的钝角。
54.工业实用性
55.所公开的流体过滤系统可适用于过滤任何类型的流体，并且可在未过滤流体流和经过滤流体流之间提供密封，而不需要大量复杂形状的部件和/或需要高制造公差的部件。下面解释流体过滤系统100的操作。
56.参考图1，流体过滤系统100可以将未过滤的流体从流体系统的一个或多个上游部件接收到入口端口510和入口室530中。未过滤的流体可以从入口室530沿径向向外流动，并且可以由端盖组件150引导以通过第一孔口322流向容器700。未过滤的流体可以例如在大致轴向方向上穿过第一孔口322、922流动穿过一个或多个第一孔口322，并且进入容器700与过滤介质210之间的径向空间中。未过滤的流体然后可以大致径向地流动通过过滤介质210，并且过滤介质210可以捕集悬浮在未过滤的流体内的颗粒以过滤该流体。过滤后的流体然后可以流过穿孔226，从而流过套筒220并进入内部空间218。经过滤的流体可以从内部空间218流动通过到达下游部件，例如，通过端盖组件150的过滤器元件出口405，并且通过出口分隔件600的出口凸台610进入出口室630。过滤后的流体可进一步流过出口端口520并流向流体系统的一个或多个下游部件。
57.可能希望更换过滤器元件200，因为过滤介质210可能被捕集的颗粒饱和，外密封构件320、920或垫圈300、900通常可能劣化，维护周期已经过去，和/或因为本领域已知的任
何其他原理。操作者可以从基板500上拧下排放塞800，将基板500与容器700分开，从容器700内抽出旧的或用过的过滤器元件200，并且可以将新的或未用过的过滤器元件200插入容器700中。照此，当旧端盖组件150与旧过滤器元件200一起被移除时，唇缘710和凹陷的接合界面560可以与外密封构件320、920的座界面350、950移开和/或脱离。操作者可以通过将凹陷的接合界面354、954安置在唇缘710上并且使基板500的凹陷的接合界面560与垫圈300、900的突出接合界面352、952接合来将新过滤器元件200插入容器700中。然后，操作者可将排放塞800插入排放孔745中，经由凹座550将端部812翻新到基板500。照此，外密封构件320、920可以通过夹紧在基板500与容器700之间而被压缩，作为基板500与容器700之间的新端盖组件150。可以想到的是，操作者可以与旧过滤器元件200结合和/或在移除旧过滤器元件200之后，例如经由排放孔745或容器空腔730移除保留在容器700内的一些或全部流体。在各种实施例中，如上所述，由于旧端盖组件150与旧过滤器元件200之间的固定互锁附接，旧端盖组件150与旧过滤器元件200一起被移除。
58.然而，流体过滤系统100的部件(例如，容器700、基板500、出口分隔件600、排放塞800、过滤介质210等)之间的公差的变化和差异可能导致流体过滤系统100内的未对准。例如，排放凸台740和凹座550可以不沿着纵向轴线110精确地对准，唇缘710或侧壁524的径向面向表面可以不相对于彼此精确地对准或垂直于纵向轴线110，侧壁620可以比预期的轴向更长，或可以存在许多其他未对准。作为另一个示例，在传统的过滤器系统中，如果顶部端盖相对于过滤器元件不成直角地定位(例如，偏离90度)，则容器和基板之间的传统刚性可能导致过滤器元件的底端移动位置并且不能与容器的纵向轴线对准。这可能导致顶部和底部端盖密封不当和液体泄漏。
59.端盖组件150具有弹性特性(例如，弹性、拉伸强度、伸长、回弹性等)，以允许端盖组件150(和附接到其上的过滤器元件200)相对于流体过滤系统100的各种部件的轴向和径向移动，例如，在更换和插入新过滤器元件200期间。也就是说，外密封构件320、920和/或臂340、940可以根据其材料的特性而挠曲、弯曲、压缩、伸长等，以吸收流体过滤系统100的界面接合部件之间的公差变化，从而提供用于使过滤器元件200相对于流体过滤系统100对准和自定心的装置。这允许垫圈300、900在安装期间允许过滤器元件200相对于其他部件的位置和取向的轴向和径向调节。例如，参见图3和图7，在移除旧的或用过的过滤器元件200之后，可以通过将过滤器元件200的第二端214联接到邻近端壁720的容器700上来将新过滤器元件200插入到容器700中。端盖组件150的外密封构件320、920可以经由座界面350、950和唇缘710的接合而与外壁715接合，这可以提供过滤器元件200在容器700内的近似对准并且在更换过程中将过滤器元件200保持在近似对准。基板500(和/或出口分隔件600)可以安装在容器700的容器空腔730处，附接到其中的过滤器元件200，并且由于公差失配，可以向过滤器元件200施加轴向力和/或径向力以便适当地配合。垫圈300、900因此允许过滤器元件200吸收这些轴向力和径向力，使过滤器元件200相对于容器700和/或基板500移位以适当地对准(例如，自定心)并且安装在这两个部件内。例如，排放塞800可与凹座550螺纹接合，沿纵向轴线110将基板500拉向容器700。这种轴向运动将出口凸台610拉入相对于过滤器元件出口405的位置，并且可以朝向过滤器元件200施加轴向压力以朝向端壁720。垫圈300、900的弹性特性(例如，臂340、940和/或外部构件320、920的压缩)允许过滤器元件200根据需要移动到所需位置中。臂340、940还可以在垂直于纵向轴线110的方向上(例如，径向地围
绕纵向轴线110、从纵向轴线110向外、向内朝向纵向轴线110)被压缩、弯曲和/或伸长，以便于过滤器元件200相对于纵向轴线110的自定心。类似地，外部构件320、920可根据需要被压缩、伸长或变形以确保基板500和容器700之间的适当配合。照此，在另一个示例中，即使第一端盖400或第二端盖240相对于过滤器元件200不成直角地定位(例如，偏离90度)，垫圈300、900经由臂340、940和/或外密封构件320、920也可以吸收其间的差异，并且有助于过滤器元件200沿着纵向轴线110对准并且确保流体过滤器组件100内的适当密封。
60.当容器700和过滤器元件200与基板500互连时，外密封构件320可以在基板500与容器700之间形成密封，例如在流体过滤系统100与环境之间形成密封，并且第一端盖400和第二端盖240可以在入口室530与室630之间形成密封，例如在未过滤的流体流与过滤的流体流之间形成密封。例如，外密封构件320、920可以在顶部710处定位在外壁715的顶上并且在外壁715与基板500之间。外密封构件320、920可以根据排放塞800在端部812(例如凹座550)处与基板500螺纹接合而在其间被压缩，同时排放塞800的头端820在端壁720处与排放凸台740接合或联接。外密封构件320、920在容器700与基板500之间的压缩可以建立一个或多个轴向面向的密封界面，例如，抵靠容器700和/或基板500的轴向面向的表面(例如，凹陷接合界面560的轴向面向的表面)的密封。外密封构件320、920还可以被压靠在容器700或基板500中的任一个或两者上，并且该外密封构件320、920可以附加地和/或替代地建立相对于容器700(例如，唇缘710处的表面)或基板500中的任一个或两者的径向面向的密封界面(例如，凹陷接合界面560的径向面向的表面)。另外，出口凸台610可以与内密封表面430对准并且可以插入其中而越过第一表面410(例如，过滤介质210与第一端盖400之间的界面)。作为轴向面对的内密封表面430和出口凸台610的轴向面对的表面之间的距离的函数，出口凸台610的插入可以径向地压缩第一端盖400，并且可以例如建立轴向面对的密封界面，例如抵靠内密封表面430的轴向表面的面密封。
61.因为垫圈300、900可以与第一端盖400成一体，所以容器700和过滤器元件200可以相对于基板500密封，并且流体过滤系统100可以包括不太复杂的流体过滤系统。此外，整体过滤器元件200用于吸收流体过滤系统100的部件之间的公差失配以及流体过滤器元件200相对于这些部件的自定心。
62.尽管已经参照本发明的详细实施例或示例示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离所要求保护的本发明的精神和范围的情况下，可以对其形式和细节进行各种改变。因此，前面的详细描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。特别地，所描述的实施例不限于与特定类型的发动机结合使用。例如，所描述的实施例可以应用于发电机、发动机、机器、设备或其任何变体。此外，不希望受任何前述部分中呈现的任何理论的限制。还应当理解，这些图示可以包括夸大的尺寸和图形表示，以更好地示出所示的所引用的项目，并且不认为是限制性的，除非有明确的说明。
63.应当理解，上述益处和优点可以涉及一个实施例或者可以涉及几个实施例。应了解，在一个实施例或示例中展示或论述的特征可与在其它实施例和示例中示出或论述的其它特征组合。实施例不限于解决任何或所有所述问题的实施例或具有任何或所有所述益处和优点的实施例。