專利名稱：過濾器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過濾器，特別是涉及用于車用流體的過濾器及制造此種過濾器的方法。
背景技術(shù)：
流體過濾器用于從流體中濾去污染物。過濾器通常包括一個過濾器模塊，該模塊包括一個待過濾流體流經(jīng)的過濾介質(zhì)。該過濾器模塊安裝于一外殼內(nèi)。流體流進外殼到過濾介質(zhì)的一側(cè)，流經(jīng)該介質(zhì)至過濾介質(zhì)的另一側(cè)，并從所述外殼排出。這樣污染物被過濾介質(zhì)捕獲。
在一種通用的裝置中，過濾介質(zhì)包括打摺的過濾材料。所述打摺的過濾材料形成一有外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁的圓柱體。然后端部密封。進入過濾器內(nèi)的流體從內(nèi)側(cè)壁至外側(cè)壁流經(jīng)過濾材料或反之亦可。用于密封過濾介質(zhì)圓柱體端部的端帽使用粘合劑與端部耦連。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個方面，一種制造過濾器模塊的方法包括，提供一個可熔化元件和粘接到該可熔化元件上的過濾介質(zhì)。該方法還包括熔化該可熔化元件的至少一部分，以及使過濾介質(zhì)與可熔化元件的熔化部分接觸。該方法還包括允許可化熔元件的熔化部分在過濾介質(zhì)與熔化部分接觸時重新凝固且。
在本發(fā)明的另一個方面中，和一具有外殼的流體過濾器一起使用的過濾器模塊包括構(gòu)造為可至少部分地容放于外殼內(nèi)的過濾介質(zhì)。該過濾器模塊還包括可熔化密封件，該密封件與過濾介質(zhì)粘接以與外殼配合防止流體在過濾介質(zhì)和外殼之間流動。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在研究下面圖示實施方式的詳細描述之后，本發(fā)明的其他特征將變得顯而易見，所述圖示實施方式舉例說明了可預(yù)見的實施本發(fā)明的最好方式。


詳細描述具體參考附圖，在所述附圖中圖1是一流體過濾器的分解立體視圖，示出了一過濾器外殼和一過濾器模塊，該過濾器模塊包括一形成打摺的圓柱過濾元件的過濾介質(zhì)以及一對與所述過濾元件端部間隔開的密封件；圖2是一局部剖面圖，示出了組裝好的過濾器，粘接到所述過濾元件端部形成一過濾器模塊的密封件；位于所述外殼的過濾室腔內(nèi)的所述過濾器模塊，以及一將所述過濾器模塊安裝于所述室腔內(nèi)的過濾器閉合件；圖3是粘接到所述過濾器元件一端的密封件其中部分區(qū)域的斷開截面視圖；圖4是發(fā)出輻射能量以熔化所述密封件中部區(qū)域的靜止激光器的立體圖；圖5是繞軸線轉(zhuǎn)動并發(fā)出輻射能量以熔化所述密封件中部區(qū)域的一激光器的立體圖；圖6為沿一路徑往復(fù)掃描并發(fā)出輻射能量以熔化所述密封件中部區(qū)域的一激光器的立體圖；以及圖7是一立體圖，其示出一發(fā)出輻射能量以熔化所述密封件中部區(qū)域的激光器，以及一定位為阻擋輻射能量到達密封件的內(nèi)部和外部區(qū)域而允許輻射能量通過到達中部區(qū)域的遮罩裝置。
具體實施例方式
如圖1所示，一流體過濾器20包括一個過濾器外殼22和一個對流經(jīng)外殼22的流體進行過濾的過濾器模塊24。過濾器模塊24包括一過濾介質(zhì)38和粘接至過濾介質(zhì)38與外殼22形成密封的第一和第二密封件26、28。粘接密封件26、28可防止流體繞開過濾介質(zhì)38。
密封件26、28由可熔化材料制成?！叭刍笔侵缸?yōu)橐簯B(tài)或者塑態(tài)。密封件26、28熔化后過濾介質(zhì)38的端部48、50與密封件26、28粘接。圖示中，過濾模塊24構(gòu)造為使得不需要附加組件就可以在外殼22和過濾介質(zhì)38之間產(chǎn)生密封。當(dāng)然，包括墊圈或類似物以減小密封件26、28和外殼22之間泄漏的可能性也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
密封件26、28的形狀要與過濾元件40的端部區(qū)域47相配合以防止流體繞過過濾介質(zhì)38并在端部區(qū)域47和外殼22之間流過。圖示中，每個密封件26、28大致呈平盤狀，包括一中心開口66。密封件26、28連接至過濾元件40且開口66與元件40軸向?qū)?zhǔn)，如圖2所示。
如圖1所示，過濾元件40包括端部區(qū)域47之間的中心區(qū)域49。過濾元件包括一從元件40的軸線41徑向向外的外表面42以及一與之相對的徑向向內(nèi)的內(nèi)表面44。內(nèi)表面44限定了一中心區(qū)域46，過濾后的流體在流經(jīng)過濾介質(zhì)38后流入中心區(qū)域46中。盡管圖示為一打摺的過濾元件40，但應(yīng)該理解成過濾元件40可以設(shè)置為任何合適的形狀或結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，外殼22包括一端壁30和一從端壁30延伸并與之配合組成過濾室腔34的側(cè)壁32。側(cè)壁32終止于與端壁30間隔開的遠端36并與一開口37鄰接，過濾模塊24可以通過開口37插入和移出。
如圖2所示，流體過濾器20包括一過濾器閉合件54，為流體提供進入及流出外殼22的進口和出口。閉合件54與中心管70耦連于中心管70的一端72。管70的另一端74帶螺紋，如圖1和2所示。閉合件54包括一個或多個入口，圖示為多個繞閉合件54距軸線41一定距離形成的入口洞76，入口洞76在組裝好的過濾器20內(nèi)位于過濾模塊24的外側(cè)。過濾器20的排出口78與貫穿管70的通道80連通。如圖1和2所示，管70包括多個形成于其內(nèi)的進入開口82以使過濾后流體經(jīng)排出口78從過濾器20流出。
如圖1和2所示，過濾模塊24由過濾器閉合件54保持在室腔34內(nèi)。過濾器閉合件54在圖1中圖示為與過濾器外殼22耦連以組成過濾器總成20的過濾器底部56。過濾器閉合件54在圖2中圖示為一過濾器安裝盤58，例如，設(shè)置于一發(fā)動機本體(未圖示)上。外殼22和過濾器閉合件54耦連在一起將過濾器模塊24保持在室腔34內(nèi)。圖示中，過濾器閉合件54和側(cè)壁32的遠端36彼此緊接放置使得中心管60貫穿每個密封件26、28的開口66以及過濾器元件40的中心區(qū)域46。圖示中，中心管70的螺紋端74耦連于螺紋孔84，螺紋孔84成形于與端壁30耦連的軸套86中，將閉合件54固定于外殼22。當(dāng)然，任何合適的將外殼22與過濾器閉合件54耦合的方法都在本發(fā)明的范疇之內(nèi)。
如圖1和2所示，一墊圈88與閉合件54耦連并與側(cè)壁32的遠端36接合，圖示中與設(shè)置在遠端36的徑向向外凸出的凸緣33接合。凸緣33與墊圈88接合以將遠端36和閉合件54密封。
如圖2所示，過濾元件40和外殼22之間形成有一密封件以防止流體繞過過濾介質(zhì)38并溢出過濾元件40的端部50進入端口78。密封件28緊靠并密封軸套86以在端部50和外殼22之間設(shè)置密封。與端壁30接合的密封件28或者耦連于外殼22以在外殼22和過濾介質(zhì)38之間設(shè)置密封的其他結(jié)構(gòu)都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。設(shè)置墊圈或者其他元件以配合形成密封件28和軸套86或端壁30之間的密封在本發(fā)明的范圍內(nèi)。密封件26緊靠并密封過濾器閉合件54以防止流體繞過過濾介質(zhì)38并溢出過濾介質(zhì)38的端部48進入端口78。設(shè)置墊圈以配合形成密封件26和過濾器閉合件54之間的密封在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
如圖2中標(biāo)示流體流動的方向箭頭所示，流體經(jīng)閉合件54的入口洞76進入過濾器20并通過開口37進入腔室34。然后流體流經(jīng)過濾介質(zhì)38進入過濾元件40的內(nèi)部46。接著流體經(jīng)過通道80以及閉合件54的排出口78，流進管70的入口開口82。
如圖2和3所示，密封件26、28分別耦連于過濾元件40的端部48、50。密封件26、28由可熔化材料如可熔化樹脂或聚合物制造。一能量源，圖示為一激光器90，將能量施加于各個密封件26、28的中部區(qū)域92以熔化中部區(qū)域92。然后將過濾元件40的端部48、50插入或施加至已熔的中部區(qū)域92。一旦中部區(qū)域92凝固或硬化，密封件26、28密封且耦連至端部48、50。
如圖3-7所示，每個密封件26、28包括一中部區(qū)域92，該中部區(qū)域92由鄰近中心開口66的內(nèi)部區(qū)域94以及鄰近密封件26或28外周的外部區(qū)域96限界。激光器90只熔化中部區(qū)域92。如圖3所示，中部區(qū)域92有足夠的徑向?qū)挾纫匀菁{過濾介質(zhì)38。內(nèi)部和外部區(qū)域94、96保持未熔，這樣，當(dāng)過濾元件40插入已熔化的中部區(qū)域92時，可以最小化所不希望的已熔化中部區(qū)域92徑向向內(nèi)或向外流動或者溢料(flash)。當(dāng)元件40被施加到已熔的中部區(qū)域92時，內(nèi)部和外部區(qū)域94、96防止融化材料由中部區(qū)域92移位。
如圖4-7所示，通過將來自能量源的能量對準(zhǔn)中部區(qū)域92而不是對準(zhǔn)內(nèi)部或外部區(qū)域94、96，可以融化每個密封件26、28的中部區(qū)域92。圖4顯示可使用鏡子和/或透鏡(未圖示)將來自激光器90的輻射形式的能量對準(zhǔn)中部區(qū)域92使得能量聚集在中部區(qū)域92。圖5顯示了能量源90的相對運動，如一以輻射形式發(fā)射能量的激光器，將能量對準(zhǔn)中部區(qū)域92或者圍繞中部區(qū)域92，并且導(dǎo)致每個密封件26、28的中部區(qū)域92熔化。通過繞中心軸線98轉(zhuǎn)動每個密封件26、28可獲得所述相對運動。另外，激光器90也可繞軸線98運動以熔化中部區(qū)域92。圖6顯示了一包括相對轉(zhuǎn)動及相對傾斜的組合相對運動以實現(xiàn)能量源90對跨越中部區(qū)域92寬度的往復(fù)掃描。另一方面，這種相對轉(zhuǎn)動及相對傾斜也可以通過移動能量源90和密封件26或28中的任一個或者同時移動兩者來獲得，不過也可以很直接地通過繞軸線98旋轉(zhuǎn)密封件26或28并同時傾斜或“擺動”能量源90來獲得這種相對運動。圖7顯示了使用一遮罩裝置99以遮掩內(nèi)部和外部區(qū)域94、96避開能量源90。這樣只有中部區(qū)域92被熔化。任何具有足夠輸出功率可以熔化中部區(qū)域92的能量源90都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
目前計劃選擇激光器用作能量源90，但使用其他用以熔化區(qū)域92的能量源如紅外燈、電阻加熱器及類似物均在本發(fā)明的范疇之內(nèi)。由任何與將要過濾的流體不發(fā)生反應(yīng)、符合其它如抗熱和/或機械沖擊性能等環(huán)境需要、同時可以選擇性地熔化中間區(qū)域92而不熔化內(nèi)部和外部區(qū)域94、96的材料制造密封件26、28都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)該理解，中部區(qū)域92和內(nèi)部區(qū)域94以及外部區(qū)域96之間將會出現(xiàn)一些熱傳遞，并且內(nèi)部區(qū)域94和外部區(qū)域96也有一定量的熔化，這是可以接受的。
密封件26、28可使用允許過濾介質(zhì)38施加其上的任何適合的能熔材料制作。在中部區(qū)域92硬化或凝固之后，密封件26、28與過濾介質(zhì)38配合、粘接、鎖位或成為一體。過濾介質(zhì)38可以包括任何合適的過濾材料如，纖維素、多孔的聚合材料、金屬絲或其它適合的材料。
制造和/或裝配流體過濾器20的方法包括將來自能量源90的能量施加至中部區(qū)域92以使之熔化。一旦區(qū)域92熔化，過濾器元件40的端部48、59之一被施加至中部區(qū)域92。然后中部區(qū)域重新凝固，將密封件26、28粘接于相應(yīng)的端部48、50。該過程也用于將密封件26、28中的另一個粘接到端部48、50中的另一個。
雖然圖示給出了一些大致呈盤狀的密封件26、28，但密封件26、28中的一個或兩個設(shè)置為任何適于構(gòu)建過濾元件40的形狀都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。同樣，不管是同時熔化密封件26、28兩者的中部區(qū)域92并同時完成裝配過濾元件40，還是不同時熔化且順序地裝配過濾元件40，都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管過濾介質(zhì)38圖示為放入圓柱元件40中的打摺的結(jié)構(gòu)，但其可以設(shè)置為任何合適結(jié)構(gòu)，與適當(dāng)結(jié)構(gòu)的密封件26、28以及過濾器外殼22配合以過濾流經(jīng)的流體。另外，使用此處發(fā)明的設(shè)備和方法作為任何流體過濾器或者與其一起使用，包括引擎以及傳動油過濾器、液壓流體過濾器、空氣過濾器、燃油過濾器、以及其他過濾器，都在本雖然已經(jīng)參考特定圖示特征或具體實施方式
詳細描述了本發(fā)明，但是在所示及所述本發(fā)明的范圍和主旨內(nèi)具有各種變形和修改。
權(quán)利要求
1.一種制造一過濾器模塊的方法，該方法包括如下步驟提供一第一可熔化的元件，提供一用于粘接至所述第一可熔化元件的過濾介質(zhì)，熔化所述第一可熔化的元件的至少一部分，使所述過濾介質(zhì)與所述第一可熔化元件的熔化部分接觸，并且使所述第一可熔化的元件的熔化部分在所述過濾介質(zhì)與所述熔化部分相接觸的同時重新凝固。
2.一種由如權(quán)利要求1所述的方法制成的過濾器模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括提供一第二可熔化的元件，熔化所述第二可熔化的元件的至少一部分，在距離所述第一可熔化的元件一定間隔處使所述過濾介質(zhì)與所述第二可熔化的元件的熔化部分接觸，以及使所述第二可熔化的元件的熔化部分在所述過濾介質(zhì)與所述熔化部分相接觸的同時重新凝固。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，提供一第一可熔化的元件包括提供一包括可熔化的樹脂或聚合物的第一可熔化的元件，所述可熔樹脂或聚合物暴露于合適強度的能量經(jīng)足夠時間，而達到融化所述樹脂或聚合物而使所述樹脂或聚合物達到塑態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括提供一第二可熔化的元件，熔化所述第二可熔化的元件的至少一部分，在距離所述第一可熔化的元件一定間隔處使所述過濾介質(zhì)與所述第二可熔化的元件的熔化部分相接觸，并使得第二可熔化的元件的熔化部分在所述過濾介質(zhì)與所述熔化部分相接觸的同時重新凝固，所述第一可熔化的元件和所述第二可熔化的元件粘接至所述過濾介質(zhì)的相對端。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，熔化所述第一可熔化的元件的至少一部分包括使用激光器熔化所述第一可熔化的元件的至少一部分。
7.一種用于具有外殼的流體過濾器的過濾器模塊，包括一構(gòu)造為至少部分地容置于所述外殼中的過濾介質(zhì)，所述過濾介質(zhì)允許流體從其流過而阻止污染物從其經(jīng)過，一密封件，其粘接至所述過濾介質(zhì)以與所述外殼配合從而防止流體在所述過濾介質(zhì)和所述外殼之間流動，該密封件是可熔化的。
8.如權(quán)利要求7所述的過濾器模塊，其中，所述過濾介質(zhì)多細孔且所述密封件通過熔化所述密封件的至少一部分并允許所述密封件熔化的至少一部分流進所述細孔中而粘接至所述過濾介質(zhì)。
9.如權(quán)利要求7所述的過濾器模塊，其中，所述過濾介質(zhì)被做成一圓筒。
10.如權(quán)利要求9所述的過濾器模塊，其中，所述過濾介質(zhì)呈摺狀。
11.如權(quán)利要求9所述的過濾器模塊，其中，所述密封件粘接至所述圓筒的一端，且所述圓筒有一縱向延伸穿過該圓筒的孔腔，且流體流進所述外殼并從所述圓筒外側(cè)經(jīng)過，穿過所述過濾介質(zhì)進入所述孔腔。
12.如權(quán)利要求7所述的過濾器模塊，其中，所述密封件包括一材料，該材料在暴露于足夠強度的能量到達足夠長的時間段時可以熔化。
13.一種用于過濾流體的流體過濾器總成，其包括一外殼、一具有一鄰近所述外殼的第一部分以及一流體從中流過的第二部分的過濾介質(zhì)、和一第一可熔密封件，該第一可熔密封件粘接至所述過濾介質(zhì)的第一部分以阻止流體在該可熔化的密封件和所述第一部分之間流動。
14.如權(quán)利要求13所述的總成，其中，所述第一可熔化的密封件包括可熔化的樹脂或聚合物，所述可熔化的樹脂或聚合物在暴露于合適強度的能量經(jīng)足夠長的時間而達到融化所述樹脂或聚合物而使所述樹脂或聚合物達到塑態(tài)，而將所述可熔化的密封件粘接至所述過濾介質(zhì)的第一部分。
15.如權(quán)利要求13所述的總成，其中，所述外殼包括一端壁和一從該端壁延伸的側(cè)壁，所述過濾介質(zhì)至少部分地位于所述外殼內(nèi)，且所述第一可熔化的密封件放置于所述端壁和所述過濾介質(zhì)的第二部分之間。
16.如權(quán)利要求13所述的總成，還包括一第二可熔化的密封件，所述過濾介質(zhì)還包括一第三部分，且所述第二可熔化的密封件粘接至所述第三部分。
17.如權(quán)利要求16所述的總成，其中，所述過濾介質(zhì)的第二部分位于所述第一部分和第三部分之間。
18.如權(quán)利要求16所述的總成，還包括一具有一流體進入口和一流體排出口的過濾器閉合件，該過濾器閉合件與所述外殼和所述第二可熔化的密封件配合以阻止流體繞過所述過濾介質(zhì)從所述流體進入口流至所述流體排出口。
19.如權(quán)利要求18所述的總成，其中，所述過濾器閉合件耦連至所述外殼。
20.如權(quán)利要求18所述的總成，其中，所述第一可熔化的密封件與所述外殼的端壁接合，使得所述過濾元件位于所述第一和第二可熔化的密封件以及所述外殼的端壁和所述過濾器閉合件之間。
全文摘要
一種流體過濾器(20)包括一過濾器外殼(22)和一過濾器模塊(24、40)。所述過濾器模塊(24、40)包括一過濾介質(zhì)(38)和一可熔化的密封件(26或28)。所述可熔化的密封件(26和28)粘接至所述過濾介質(zhì)(38)的一部分并與所述外殼(22)配合以防止流體繞過所述過濾介質(zhì)(38)。
文檔編號B01D39/00GK1652857SQ03811028
公開日2005年8月10日 申請日期2003年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月16日
發(fā)明者艾倫·B·賴特, 勒迪·Q·源 申請人:阿文技術(shù)有限公司