專利名稱：流體互連器的制作方法
流體互連器
背景技術(shù)：
層疊式盤型透鏡狀過濾器已用于商業(yè)應(yīng)用的流體處理。在使用此類過濾器的典型過濾系統(tǒng)中，將過濾器組裝以在可相對于周圍環(huán)境密封的衛(wèi)生殼體內(nèi)工作。每個盤型過濾器包括外環(huán)和內(nèi)芯。通過某些類型的過濾介質(zhì)網(wǎng)將外環(huán)和內(nèi)芯連接在一起，并將過濾介質(zhì)相對于外環(huán)和內(nèi)芯密封。通常將盤型過濾器設(shè)計為適應(yīng)流體從外部流入。換句話講，待過濾的流體通常通過過濾介質(zhì)流入衛(wèi)生殼體內(nèi)，并流入內(nèi)芯中。通常將若干個此類盤型過濾器彼此堆疊，形成沿著各濾盤的軸線延伸的疊堆式內(nèi)芯。殼體一般為大致圓柱形的壓力容器，其具有用于流體進(jìn)出的結(jié)構(gòu)。在典型的系統(tǒng)中，重要的是在工作期間每個過濾器均相對于各相鄰的過濾器保持良好的密封，以防止流體通過過濾介質(zhì)分流。出于此目的，通常至少部分地通過使用中心桿將過濾器疊堆壓緊即保持在一起。中心桿通常為穿過層疊式內(nèi)芯延伸的連續(xù)桿。中心桿可包括或附有一個或多個用于向過濾器疊堆施加壓緊力的裝置，包括“主動跟隨器”。主動跟隨器可借助于彈簧來“吸收”當(dāng)過濾介質(zhì)變濕而更容易被壓皺后疊堆中可能產(chǎn)生的任何松弛或松動。對疊堆的適當(dāng)壓緊可為一種“感覺”，并通常取決于操作者的技能和訓(xùn)練。在正常工作過程中，待過濾的加壓流體通過流體入口進(jìn)入衛(wèi)生殼體內(nèi)，并充滿圍繞盤型透鏡狀過濾器的區(qū)域。然后流體經(jīng)過過濾器元件過濾，隨后經(jīng)過濾的流體進(jìn)入層疊式內(nèi)芯中。層疊式內(nèi)芯被流體通達(dá)地連接至流體出口，這可將經(jīng)過濾的流體(濾液)導(dǎo)向下游管件。此類系統(tǒng)通常體積龐大，并且其組裝相當(dāng)耗時。此外，此類系統(tǒng)通常包括若干個沉重并且昂貴的金屬部件，這些金屬部件須在使用前后加以清理并消毒。在每次使用時都必須仔細(xì)清理衛(wèi)生殼體。衛(wèi)生清理步驟會使工序顯著延緩。通常，必須使用大量清潔劑對此類部件進(jìn)行消毒。此類清潔劑的耗用和處置會產(chǎn)生不良的環(huán)境影響。此外，此類系統(tǒng)通常需要熟練且訓(xùn)練有素的操作員來進(jìn)行合適的壓緊。對于更輕且更易組裝的過濾系統(tǒng)的需求持續(xù)存在。還需要有采用處置成本較低且更加環(huán)保的材料的過濾系統(tǒng)。還需要有在兩次使用之間要求更少的清潔和停機時間的過濾系統(tǒng)。還需要有較少依賴操作員技能來達(dá)到滿意效果的過濾系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明整體涉及包括一次性過濾器艙的過濾系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及可用于將過濾器艙互相連接的流體互連器。此類系統(tǒng)可消除對單獨的衛(wèi)生殼體的需求。此類系統(tǒng)可減少或消除兩次使用之間的消毒需求。此類過濾系統(tǒng)可比已知的過濾系統(tǒng)具有更低的總體層疊高度。更低的層疊高度還可降低此前已知系統(tǒng)的流體滯留體積。本發(fā)明的流體互連器可降低制造流體互連器所需的部件數(shù)和工時量。當(dāng)使用內(nèi)裝大直徑盤型過濾器的過濾器艙時，本發(fā)明的流體互連器可確保內(nèi)芯部分的妥善密封。目前描述的流體互連器還可通過將連接器設(shè)置在較小的內(nèi)部而使大直徑過濾器艙之間更易于連接，從而提供機械利益并減少將過濾器艙互相連接所需的機械功。將流體互連器設(shè)置在大直徑過濾器艙的較小直徑部分上，還起到使安裝和使用期間過濾器艙撓曲減少的作用。在過濾器艙之間使用無潤滑密封墊的實施例中，本發(fā)明的流體互連器可通過在密封墊的局部位置上并在整個密封墊上均勻地施加插入力而使得過濾器艙更容易連接。根據(jù)本發(fā)明的流體互連器還可顯著降低與在大直徑過濾器艙的較小直徑上形成互連器的幾何結(jié)構(gòu)相關(guān)的加工成本。本申請公開了用于流體處理裝置的流體互連器。流體互連器包括具有第一軸線的連接器?？蓪⒚芊鈽?gòu)件設(shè)置在連接器上。還可將至少一個凸輪構(gòu)件設(shè)置在連接器上。在一些實施例中，可將至少一個凸輪構(gòu)件設(shè)置在密封構(gòu)件的內(nèi)側(cè)。在一個實施例中，連接器還包括連接器內(nèi)壁和連接器外壁。在此類實施例中，連接器外壁設(shè)置在連接器內(nèi)壁的外側(cè)且徑向朝外。在此類實施例中，可將密封構(gòu)件設(shè)置在連接器外壁上，并將至少一個凸輪構(gòu)件設(shè)置在連接器內(nèi)壁上。在一個實施例中，密封構(gòu)件和至少一個凸輪構(gòu)件至少部分地被垂直于第一軸線取向的公共平面貫穿。在一個實施例中，可將至少一個密封構(gòu)件設(shè)置在密封環(huán)構(gòu)件上，并可將至少一個凸輪構(gòu)件設(shè)置在凸輪環(huán)構(gòu)件上。在此類實施例中，可將密封環(huán)構(gòu)件固定到凸輪環(huán)構(gòu)件上以形成流體互連器。在一個實施例中，流體互連器包括圍繞連接器內(nèi)壁間隔排列的至少三個凸輪構(gòu)件。在一些實施例中，密封構(gòu)件包括無潤滑0形環(huán)。在一個實施例中，流體處理裝置包括被構(gòu)造成可容納至少一個過濾器元件的過濾器艙。在另一個實施例中，流體處理裝置包括濾芯。在一個實施例中，密封構(gòu)件對著垂直的密封面形成密封。本專利申請還公開了過濾器艙。過濾器艙可包括具有第一端壁的外殼、第一軸線和與第一軸線間隔第一距離的外艙壁。第一端壁可包括流體互連器。流體互連器可包括與第一軸線間隔第二距離的連接器環(huán)、設(shè)置在連接器環(huán)上的密封構(gòu)件和設(shè)置在連接器環(huán)上的至少一個凸輪構(gòu)件。在一些實施例中，第一距離可為第二距離的至少四倍。在過濾器艙的一個實施例中，密封構(gòu)件和至少一個凸輪構(gòu)件至少部分地被垂直于第一軸線取向的公共平面貫穿。在過濾器艙的一些實施例中，可將至少一個密封構(gòu)件設(shè)置在密封環(huán)構(gòu)件上，并可將至少一個凸輪構(gòu)件設(shè)置在凸輪環(huán)構(gòu)件上。在此類實施例中，可將密封環(huán)構(gòu)件固定到凸輪環(huán)構(gòu)件上以形成連接器環(huán)。在一些實施例中，過濾器艙包括圍繞連接器環(huán)間隔排列的至少三個凸輪構(gòu)件。在過濾器艙的一個實施例中，密封構(gòu)件包括無潤滑0形環(huán)。在過濾器艙的一些實施例中，至少一個凸輪構(gòu)件被設(shè)置在密封構(gòu)件的內(nèi)側(cè)。在過濾器艙的一些實施例中，連接器環(huán)包括內(nèi)環(huán)壁和外環(huán)壁。在此類實施例中，外環(huán)壁被設(shè)置在內(nèi)環(huán)壁的外側(cè)且徑向朝外。在一些實施例中，密封構(gòu)件位于外環(huán)壁上，并且至少一個凸輪構(gòu)件位于內(nèi)環(huán)壁上。在一些實施例中，外殼包括與第一端壁相對的第二端壁。在一個實施例中，第二端壁包括可與流體互連器連接的配合互連器。本專利申請還公開了過濾系統(tǒng)。在一些實施例中，過濾系統(tǒng)至少包括第一過濾器艙和第二過濾器艙。通常將至少一個過濾器元件設(shè)置在每個過濾器艙中。通常，流體互連器將第一過濾器艙連接至第二過濾器艙。在一些實施例中，每個過濾器艙包括第一端壁和與第一端壁相對的第二端壁。在此類實施例中，第一端壁可包括流體互連器，第二端壁可包括配合互連器。在此類實施例中，每個流體互連器連接至各自相鄰的配合互連器。在一些實施例中，第一過濾器艙可包括與第二過濾器艙不同類型的過濾器元件。在一些實施例中，過濾系統(tǒng)包括在過濾系統(tǒng)運行期間將過濾器艙保持在一起的壓機。在一些此類實施例中，每個過濾器艙包括第一端壁、第二端壁和外艙壁，其中流體互連器將第一過濾器艙的第一端壁連接至第二過濾器艙的第二端壁。在此類實施例中，壓機沿軸向靠著每個過濾器艙的外艙壁進(jìn)行支承，以將過濾器艙保持在一起。在一些實施例中，過濾系統(tǒng)包括歧管構(gòu)件，其中流體互連器將歧管構(gòu)件連接至過濾器艙。本發(fā)明的這些方面以及其他方面在下面的具體實施方式
中將顯而易見。然而，在任何情況下都不應(yīng)當(dāng)將上述發(fā)明內(nèi)容理解為是對要求保護的主題的限制，該主題僅受所附權(quán)利要求書的限定，并且在審查期間可以進(jìn)行修改。


在整個說明書中參考附圖，在這些附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，其中圖1為描述彼此相連的三個過濾器艙的過濾系統(tǒng)的透視圖；圖IA為包括彼此相連并用壓機保持壓緊的三個過濾器艙的過濾系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖2為過濾器艙的俯視圖；圖2A為位于過濾器艙上的流體互連器的詳細(xì)俯視圖；圖3為沿圖2的3-3截取的剖視圖，示出了其中裝有多個過濾器元件的過濾器艙；圖3A為沿圖2的3-3截取的詳細(xì)剖視圖，示出了配合互連器；圖;3B為沿圖2的3-3截取的詳細(xì)剖視圖，示出了流體互連器；圖4為沿圖2的3-3截取的剖視圖，示出了空的過濾器艙；圖4A為沿圖2的3-3截取的詳細(xì)剖視圖，示出了包括固定至凸輪環(huán)構(gòu)件的密封環(huán)構(gòu)件的流體互連器；圖4B為沿圖2的3-3截取的詳細(xì)剖視圖，示出了其中整體地形成有0形環(huán)凹槽的流體互連器；圖5為沿圖2的3-3截取的剖視圖，示出了通過流體互連器彼此相連的兩個過濾器艙對半部分；圖5A為沿圖2的3-3截取的詳細(xì)剖視圖，示出了通過流體互連器彼此相連的兩個過濾器艙對半部分；圖6為流體互連器的詳細(xì)透視圖；圖7為配合互連器的詳細(xì)透視圖；圖8為包括流體互連器的濾芯的透視圖。圖9為各自包括流體互連器的兩個濾芯的層疊式組件的透視圖；圖10為沿圖2的3-3截取的剖視圖，示出了其中裝有多個過濾器元件并具有連接至另一端的歧管構(gòu)件的過濾器艙。
具體實施例方式圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的過濾系統(tǒng)200的一個實施例。根據(jù)本發(fā)明的過濾系統(tǒng) 200可與提交于2008年11月4日、授予Marks等人的名為“Filter Element and Seal Therefor”(過濾器元件及其密封部)且代理人檔案號為64097US002的美國專利申請 No. 61/111185中所公開的過濾系統(tǒng)和過濾器元件結(jié)合使用。圖1中所描述的過濾系統(tǒng)200 包括三個通過流體互連器100彼此相連的過濾器艙300。可以想見，可將多于或少于三個過濾器艙300彼此相連以形成過濾系統(tǒng)200。在圖1所示的實施例中，過濾器艙300包括手柄 304。手柄304可有助于過濾器艙300相對于過濾系統(tǒng)200的裝拆。每個過濾器艙300可包括一個或多個設(shè)置在其中的過濾器元件220。在一些實施例中，每個過濾器艙300包括不同類型的過濾器元件220。例如，每個過濾器艙300可包括用于下列用途之一的過濾器元件 220，例如深度過濾、除水垢、抗微生物處理、抗病毒處理、提味或其他。此類過濾器元件220 可單獨使用或與其他過濾器元件220結(jié)合使用。因此，可定制過濾系統(tǒng)200以提供特定應(yīng)用的過濾。在一些應(yīng)用中，可能需要提供具有(i)位于過濾系統(tǒng)200的單個端部上的進(jìn)料液入口 210和濾液出口 214或(ii)位于一個末端上的進(jìn)料液入口 210和位于相對末端上的濾液出口 214的過濾系統(tǒng)200。將進(jìn)料液入口 210和濾液出口 214設(shè)置在單個端部上，使得相關(guān)的管件可位于單個區(qū)域中，而不是被過濾系統(tǒng)200的長度隔開?？梢缘玫礁o湊的組件。在一些實施例中，如圖10中所示，過濾系統(tǒng)200可包括一個或多個歧管構(gòu)件380。如圖10中所示，“D”表示臟的或未過濾的流體流入進(jìn)料液入口 210，而“C”表示清潔的或經(jīng)過濾的流體從濾液出口 214流出。使用歧管構(gòu)件380的目的是對過濾系統(tǒng)200末端的流體流進(jìn)行導(dǎo)向。歧管構(gòu)件380可用作濾液的封閉端，使得濾液反轉(zhuǎn)方向并轉(zhuǎn)向濾液出口 214流動以離開過濾系統(tǒng)200。歧管構(gòu)件380還可提供在過濾系統(tǒng)200的單個端部上的流體入口 210和濾液出口 214。更簡單地，歧管構(gòu)件380可僅提供進(jìn)料液入口 210或僅提供濾液出口 214。還可預(yù)想到這些實施例的組合。歧管構(gòu)件380可由(例如)聚碳酸酯或聚丙烯構(gòu)成。在一些實施例中，運行期間過濾系統(tǒng)200可被設(shè)置在壓機240中，如圖IA中所示。 例如，可能需要壓機240將位于疊堆中過濾器艙300最外面的第一端壁320和第二端壁340 保持在一起。因為此類位于最外面的端壁320和340不受相鄰過濾器艙300的支撐，所以與壓機240的接觸可有助于防止壁在內(nèi)部流體壓力下?lián)锨Ｔ诖藟簷CMO中，可將兩個或更多個過濾器艙300設(shè)置在第一端板242和第二端板244之間。壓機240可沿著每個過濾器艙300的第一軸線101方向?qū)Φ谝欢税?42和第二端板244施加力。通常，第一端板 242和第二端板244擠壓支撐過濾器艙300的外艙壁330。通常每個過濾器艙300的外艙壁330在支撐點308處接觸每個相鄰過濾器艙300的外艙壁330，從而提供向其上施加力的已知剛性基準(zhǔn)面。在一些實施例中，壓機240還可為進(jìn)料液入口 210和濾液出口 214提供機件。在一些實施例中，壓機MO的部件可由(例如)不銹鋼構(gòu)成。圖2和2A描述了根據(jù)本發(fā)明的流體互連器100。在圖2所示的實施例中，流體互連器100位于過濾器艙300的第一端壁320上。通常，流體互連器100包括第一軸線101。 第一軸線101沿著流體互連器100的縱向軸線。在一些實施例中，流體互連器100通常為圓柱形，第一軸線101對應(yīng)于圓柱形的軸線。在一個實施例中，流體互連器100由聚碳酸酯構(gòu)成。流體互連器100還可由(例如)聚丙烯構(gòu)成。流體互連器100通常通過下述方法接合配合互連器350，該方法包括以下步驟 (i)提供流體互連器100，(ii)提供與流體互連器100相對的配合互連器350，其中第一軸線101與配合互連器350的軸線大致對齊，(iii)將流體互連器100和配合互連器350朝向彼此移動，以使至少一個凸輪構(gòu)件140與配合互連器350上的配合凸輪特征接合，(iv)相對于配合互連器350旋轉(zhuǎn)流體互連器100，從而沿著每個配合凸輪特征推進(jìn)至少一個凸輪構(gòu)件140并將流體互連器100拉入配合互連器350中。配合互連器350的一個實施例示于圖3A中。流體互連器100還包括例如圖4、4A和4B中所示出的密封構(gòu)件130。密封構(gòu)件130 可設(shè)置在流體互連器100上。密封構(gòu)件130可包括(例如)0形環(huán)、無潤滑0形環(huán)、墊圈或包覆成型的彈性體密封部。在一些實施例中，密封構(gòu)件130包括無潤滑0形環(huán)?？墒褂脽o潤滑0形環(huán)，以將污染物通過用于0形環(huán)的潤滑劑而進(jìn)入流體流的可能性降至最低。因為無潤滑0形環(huán)在安裝期間產(chǎn)生更大的摩擦，因此可能需要大于通常的力來連接使用無潤滑 0形環(huán)的流體互連器100。在一些實施例中，密封構(gòu)件130位于豎直密封面132上，例如圖6中所示。當(dāng)使用豎直的密封面132時，在連接流體互連器100期間，密封構(gòu)件130沿著相對密封面133在平行于第一軸線101的方向上滑動。因此，在過濾系統(tǒng)200運行中，密封構(gòu)件130相對于相對密封面133的任何輕微的軸向移動均不會導(dǎo)致密封破壞。因此，不需要強力地軸向壓緊流體互連器100。相比之下，使用面密封構(gòu)造時，這時密封由靠貼在垂直于第一軸線101的表面上的密封構(gòu)件上的軸向力產(chǎn)生，則須注意避免任何軸向移動。在此類面密封構(gòu)造中，任何此類軸向移動往往會破壞或削弱密封，導(dǎo)致流體旁流。在此類面密封構(gòu)造中，可能需要向流體互連器100施加強力的軸向按壓。雖然據(jù)設(shè)想可在本發(fā)明的范圍內(nèi)使用面密封，但是由于位于豎直密封面132上的密封構(gòu)件130可導(dǎo)致更寬大的連接，因此優(yōu)選此類密封構(gòu)件。流體互連器100還包括至少一個凸輪構(gòu)件140。通常，該至少一個凸輪構(gòu)件140與密封構(gòu)件130相距短的徑向距離。將至少一個凸輪構(gòu)件140徑向靠近密封構(gòu)件130定位， 使得旋轉(zhuǎn)流體互連器100所消耗的功最有效地轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜诳朔o潤滑0形環(huán)所增加的摩擦力。所述至少一個凸輪構(gòu)件140通常是由與流體互連器100相同的材料構(gòu)成。在一些實施例中，所述至少一個凸輪構(gòu)件140整體地模制為流體互連器100的一部分。這樣的配置還可獲得流體互連器100靠近流體密封件而可靠接合的優(yōu)點，從而確保流體密封不會因為材料的彎曲而破壞。對此類材料彎曲的擔(dān)心尤其在流體互連器100被用于內(nèi)裝大直徑盤型過濾器元件220的過濾器艙300上的情況下出現(xiàn)，如圖3所示。例如， 可測得典型的透鏡狀盤型過濾器元件220的直徑為約17. 5英寸，而僅可測得中央芯部流體出口的直徑為約3英寸。因為過濾器元件220的直徑很大，所以過濾器艙300必須具有相應(yīng)的大直徑。如之前所討論的，在此類過濾系統(tǒng)200中，過濾器艙300的外艙壁330通常用作壓機MO的支撐表面。通常，當(dāng)兩個過濾器艙300連接時，它們在支撐點308處配合，例如圖5中所示。因此，當(dāng)大直徑的外艙壁330在支撐點308處被壓機MO “按壓”到位時， 并且當(dāng)過濾系統(tǒng)200在操作中被加壓時，過濾器艙300的更小直徑的中央芯部區(qū)域可撓曲或移位。如果該彎曲或位移足夠大，過濾器艙300之間的密封就會受到破壞。根據(jù)本發(fā)明的流體互連器100通過在中央芯部處或其附近提供可靠的艙對艙接合而基本防止了此類彎曲和移位。在一些實施例中，至少一個凸輪構(gòu)件140設(shè)置在密封構(gòu)件130的內(nèi)側(cè)，例如圖4A 和4B中所示。所謂“內(nèi)側(cè)”，申請人是指從流體互連器100的第一軸線101處開始測量的徑向上更向內(nèi)的位置。內(nèi)側(cè)配置的情況包括其中至少一個凸輪構(gòu)件140和密封構(gòu)件130彼此軸向隔開的實施例；即，其中它們未被公共平面104貫穿。使至少一個凸輪特征位于密封構(gòu)件130的內(nèi)側(cè)通常是指在流體處理系統(tǒng)運行期間，讓至少一個凸輪構(gòu)件140與工作流體接觸。這種將至少一個凸輪特征設(shè)置在內(nèi)側(cè)的一個優(yōu)點是可使流體互連器100更易于制造， 并使加工成本降低，如下文所述。特別在使用具有較大直徑的過濾器艙300的實施例中，直徑較小的流體互連器、加上使至少一個凸輪構(gòu)件140位于密封構(gòu)件130的內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)較大直徑的過濾器艙300來連接流體互連器100在轉(zhuǎn)矩上具有極大優(yōu)勢。在至少一個凸輪構(gòu)件140被設(shè)置在密封構(gòu)件130內(nèi)側(cè)的實施例中，流體互連器100 導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上更強固的連接，且其加工成本相比一些可替代設(shè)計有所降低。例如，通常在注塑模制部件中制備凸出的塑料構(gòu)件，諸如至少一個凸輪構(gòu)件140，使得它們不產(chǎn)生“底切”。在加工中形成底切會造成挑戰(zhàn)，這是因為模具制造者必須安裝滑塊和頂桿，從而讓模具操作變得復(fù)雜，并增大模具成本。出于諸如工具鋼滑塊的直線移動行程和工具鋼滑塊局部的冷卻水損失的考慮，對凸起的長度也有所限制。另一個不太理想的解決方案為模制單獨的小塑料部件，在其上形成有至少一個凸輪構(gòu)件140，并將其在內(nèi)側(cè)與包括密封構(gòu)件130的較大的基底部件連接在一起。這樣做會增大加工成本和組裝的人工，還如下所述增加了失效形式。將過濾器艙300拉到一起所需的力在至少一個凸輪構(gòu)件140上產(chǎn)生反作用力。換句話說，將過濾器艙300保持在一起的總力由至少一個凸輪構(gòu)件承載。如果至少一個凸輪構(gòu)件140形成于單獨聯(lián)接件上，則該至少一個凸輪構(gòu)件140上的反作用力往往會將該單獨聯(lián)接件從基底部件“拉扯”掉。這種對相對較弱的聯(lián)接的依賴使流體互連器100面臨失效的風(fēng)險。申請人:采用的更好且成本更低的方法是設(shè)計帶有通孔“關(guān)閉部”的塑料部件而在內(nèi)側(cè)形成至少一個凸輪構(gòu)件140。形成通孔關(guān)閉部就會在至少一個凸輪構(gòu)件140中所形成的底切或凸起之下的塑料壁中產(chǎn)生窗口或開口。而如果至少一個凸輪構(gòu)件140不在密封構(gòu)件的內(nèi)側(cè)形成則會有問題，因為該開口會造成流體旁流。因此，申請人將至少一個凸輪構(gòu)件140有利地放置于密封構(gòu)件130的“內(nèi)側(cè)”，產(chǎn)生了下列有益效果(i)通過使凸輪特征沿工具鋼刀具拉削方向模制而降低了加工費和復(fù)雜性，(ii)不再需要用至少一個凸輪構(gòu)件作為在內(nèi)側(cè)單獨聯(lián)接的小部件，從而消除了結(jié)構(gòu)傷害，以及(iii)用通孔關(guān)閉部防止流體通過開口旁流。在一個實施例中，流體互連器100還包括連接器內(nèi)壁112和連接器外壁114，如圖 4A和4B中所示。在此類實施例中，連接器外壁114設(shè)置在連接器內(nèi)壁112的外側(cè)且徑向朝外。所謂“外側(cè)”，申請人是指如從流體互連器100的第一軸線101開始測量的徑向上更向外的位置。在一些實施例中，流體互連器100構(gòu)成一個圓筒，其中連接器內(nèi)壁112構(gòu)成該圓筒的內(nèi)徑，而連接器外壁114構(gòu)成該圓筒的外徑。在此類實施例中，密封構(gòu)件130可位于連接器外壁114上，至少一個凸輪構(gòu)件140可位于連接器內(nèi)壁112上。換句話說，至少一個凸輪構(gòu)件140可設(shè)置在密封構(gòu)件130的內(nèi)側(cè)。通常，連接器外壁114包括0形環(huán)凹槽，0形環(huán)可安裝到該凹槽中。在一些實施例中，0形環(huán)可為無潤滑的。在一些實施例中，密封構(gòu)件130和至少一個凸輪構(gòu)件140至少部分地被垂直于第一軸線101取向的公共平面104貫穿，如圖4A和4B中所示。在多個已知的流體互連器中， 0形環(huán)位于凸輪特征的上方或下方。參見(例如)美國專利No. 6，458，269的圖13，其中兩個密封0形環(huán)設(shè)置在凸耳特征位置上方的過濾器裝置的頸部上。這樣的特征布置可以令人滿意地起作用，但是構(gòu)建此類過濾器所消耗的塑料多于其他構(gòu)造所必需的塑料，并且其產(chǎn)生的過濾器裝置和整體組件要高于其他構(gòu)造所必需的高度。通過定位密封構(gòu)件130和至少一個凸輪構(gòu)件140以使它們與公共平面104相交，有可能顯著降低流體互連器100的高度。 包括流體互連器100的過濾器艙300的高度同樣得到降低。類似地，包括兩個或更多個相連的過濾器艙300的過濾系統(tǒng)200的疊堆高度“H”(例如圖IA中所示)得以降低。部分歸因于高度降低，可用比其他連接器的更少的塑料制造流體互連器100。降低流體互連器100的高度可產(chǎn)生另一個優(yōu)勢，即允許過濾系統(tǒng)200中具有較低滯留體積。所謂“滯留體積”，申請人是指在處理或過濾之后可能被截留在過濾系統(tǒng)200中的未用流體的體積。滯留體積越大，過濾系統(tǒng)200的通過量就越小，這是因為截留在過濾系統(tǒng)200中的未使用的流體未用于下游處理。用于(例如)醫(yī)療保健、生物工藝和醫(yī)藥行業(yè)中的一些流體的以升計量的單價可能就很高。甚至是滯留體積的輕微減少也可為過濾系統(tǒng) 200的用戶顯著節(jié)省成本。通過降低流體互連器100的高度，流體互連器100自身內(nèi)含的流體體積可隨高度降低而相應(yīng)減少。在一個實施例中，密封構(gòu)件130可設(shè)置在密封環(huán)構(gòu)件134上，至少一個凸輪構(gòu)件 140可設(shè)置在連接器環(huán)111上，例如圖4A中所示。此類實施例與(例如)圖4B中所示的實施例形成對照，其中0形環(huán)凹槽一體地形成到流體互連器100中。如圖4A中的單獨提供的密封環(huán)構(gòu)件134可使流體互連器100的制造更為簡便，這是通過(例如)在模具加工中不需要用高成本的滑塊或底切來形成存在于一些實施例中的0形環(huán)凹槽而實現(xiàn)的。盡管這樣的 0形環(huán)凹槽可以加工，但是加工費用很昂貴。在一個實施例中，申請人通過單獨地制造其中已形成有0形環(huán)凹槽的密封環(huán)構(gòu)件134來解決此問題。在此類實施例中，可將密封環(huán)構(gòu)件 134固定至連接器環(huán)111以形成流體互連器100。在此類實施例中，連接器環(huán)111可構(gòu)成流體互連器100余下的幾何形狀。通常，可通過旋轉(zhuǎn)焊接來將密封環(huán)構(gòu)件134固定到連接器環(huán) 111上，但是還可以通過加熱焊接、超聲焊接、螺紋連接、粘合劑和其他已知的連接方法來將密封環(huán)構(gòu)件134固定到連接器環(huán)111上。在一個實施例中，密封環(huán)構(gòu)件134由聚碳酸酯構(gòu)成。密封環(huán)構(gòu)件134還可由(例如)聚丙烯構(gòu)成。在一個實施例中，流體互連器100包括圍繞連接器內(nèi)壁112間隔排列的三個凸輪構(gòu)件140。例如，圖2A和圖6中所示的四個凸輪構(gòu)件140。在密封構(gòu)件130為無潤滑0形環(huán)的實施例中，將流體互連器100連接至配合互連器350所需的力可能高于使用潤滑劑時所需的力。在此類實施例中，讓所施加的用于克服無潤滑0形環(huán)的摩擦的力更均勻地分布可能是有利的。更為均勻的摩擦力分布可有助于避免在僅使用一個或兩個凸輪構(gòu)件140的其他情況下可能引發(fā)的螺紋錯扣或材料彎曲。此均勻分布可通過將圍繞流體互連器100間隔排列的凸輪構(gòu)件140的數(shù)量增至多于兩個來實現(xiàn)。在實際限度和尺寸約束范圍內(nèi)，存在的凸輪構(gòu)件140越多，圍繞流體互連器100的摩擦力分布就越均勻。例如，凸輪構(gòu)件140的數(shù)量可在3至6的范圍內(nèi)。在一個實施例中，提供了圍繞流體互連器100間隔排列的四個凸輪構(gòu)件140。還可以僅提供一個或兩個凸輪構(gòu)件140，例如作為螺旋螺紋。在一個實施例中，凸輪構(gòu)件140圍繞流體互連器100均勻間隔排列。在另一個實施例中，流體處理裝置包括濾芯400，如圖8中所示。濾芯400可用作 (例如)家用電冰箱中水過濾系統(tǒng)200或廚下式過濾系統(tǒng)200的一部分。濾芯400還可用作(例如)餐飲服務(wù)應(yīng)用中流體過濾系統(tǒng)200的一部分。如圖所示，濾芯400可包括流體互連器100。濾芯400通常包括頂蓋部分、殼體部分，以及裝在殼體部分內(nèi)的過濾介質(zhì)。頂蓋部分通常包括用于流體進(jìn)出的結(jié)構(gòu)。在此類濾芯中，流體互連器100通常設(shè)于頂蓋部分。 此流體互連器100可結(jié)合本文所討論的在過濾器艙300或過濾系統(tǒng)200中采用的有關(guān)流體互連器100的結(jié)構(gòu)。將流體互連器100結(jié)合到濾芯400中可至少具有如下的益處(i)較短的整體組件，(ii)較少的制造材料，以及(iii)較小的滯留體積。如圖9中所示，還可以設(shè)想將兩個或更多個濾芯400按模塊化組裝的方式層疊在一起。在此類實施例中，單個濾芯400可以既設(shè)有流體互連器100又在相對端上設(shè)有配合互連器350?？蓪⒍鄠€此類雙端的濾芯400層疊在一起。在此類實施例中，可將一個濾芯 400設(shè)置成終端件，因此其僅包括流體互連器，而不包括相對的配合互連器。疊堆的至少一部分可包括不同類型的過濾器元件，例如深度過濾、除水垢、抗微生物處理、抗病毒處理、提味或其他的過濾器元件。在此類實施例中，可設(shè)想用戶可通過層疊專用濾芯400來定制過
1 ' O如圖3和圖4所示，過濾器艙300可包括具有第一端壁320的外殼310、第一軸線 101和與第一軸線101間隔第一距離332的外艙壁330。第一端壁320可包括流體互連器 100。在一些實施例中，外殼310包括與第一端壁320相對的第二端壁340。在一個實施例中，第二端壁340包括可與流體互連器100連接的配合互連器350?？蓪⑼鈿?10作為固定在一起的兩個對半部分提供。這兩個對半部分可例如通過螺紋連接可拆卸地固定、或者永久性地固定在一起。其中外殼310是作為兩部分提供的，它可具有(例如)塑料結(jié)構(gòu)，其中兩個對半部分被熱板焊接或旋轉(zhuǎn)焊接到一起而形成過濾器艙300。在一個實施例中，外殼310的兩部分由聚碳酸酯構(gòu)成。還可以設(shè)想，可例如通過熱成形而將外殼310成形為圍繞過濾器元件220的單個部件。在一些實施例中，過濾器艙300通常為圓筒。流體互連器100可包括與第一軸線 101間隔第二距離334的連接器環(huán)111、設(shè)置在連接器環(huán)111上的密封構(gòu)件130，以及設(shè)置在連接器環(huán)111上的至少一個凸輪構(gòu)件140。在一些實施例中，第一距離332可為第二距離 334的至少四倍長。在過濾器艙300為圓柱形的實施例中，第一距離332對應(yīng)于第一半徑， 第二距離334對應(yīng)于第二半徑。在一個實施例中，外艙壁330構(gòu)成直徑在12英寸至20英寸范圍內(nèi)的圓筒，連接器環(huán)111構(gòu)成直徑在1英寸至6英寸范圍內(nèi)的圓筒。在一個優(yōu)選的實施例中，外艙壁330構(gòu)成直徑在15英寸至18英寸范圍內(nèi)的圓筒，連接器環(huán)111構(gòu)成直徑在2英寸至4英寸范圍內(nèi)的圓筒?？梢韵胍?，外艙壁330直徑與連接器環(huán)111直徑的其他比率對于給定應(yīng)用可能是理想的，并且所述其他比率應(yīng)該被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在過濾器艙300容納多個盤型過濾器元件220的實施例中，過濾器艙還可具備凸濾液口 230和凹濾液口 234，如圖3、3A和中所示。通常，凸濾液口 230設(shè)置在流體互連器100的內(nèi)部，當(dāng)其相對凹濾液口 234密封時，其為在過濾器艙300之間流體連通的濾液提供流體隔絕。在此類實施例中，可將凹濾液口 234(i)設(shè)在配合互連器350內(nèi)部或(ii)作為配合互連器350的一部分。在一個實施例中，凸濾液口 230位于配合互連器350內(nèi)，而凹濾液口 2；34位于流體互連器100內(nèi)。 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本發(fā)明的各種修改和更改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不限于本文示出的示例性實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于流體處理裝置的流體互連器，包括 具有第一軸線的連接器；設(shè)置在所述連接器上的密封構(gòu)件；和設(shè)置在所述連接器上的至少一個凸輪構(gòu)件；其中所述至少一個凸輪構(gòu)件設(shè)置在所述密封構(gòu)件的內(nèi)側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體互連器，其中所述連接器還包括連接器內(nèi)壁；和設(shè)置在所述連接器內(nèi)壁外側(cè)且徑向朝外的連接器外壁；所述密封構(gòu)件位于所述連接器外壁上，所述至少一個凸輪構(gòu)件位于所述連接器內(nèi)壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項所述的流體互連器，其中所述密封構(gòu)件和所述至少一個凸輪構(gòu)件至少部分地被垂直所述第一軸線取向的公共平面貫穿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的流體互連器，其中所述至少一個密封構(gòu)件設(shè)置在密封環(huán)構(gòu)件上，所述至少一個凸輪構(gòu)件設(shè)置在凸輪環(huán)構(gòu)件上，并且所述密封環(huán)構(gòu)件被固定至所述凸輪環(huán)構(gòu)件以形成所述流體互連器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的流體互連器，包括圍繞所述連接器內(nèi)壁間隔排列的四個凸輪構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的流體互連器，其中所述密封構(gòu)件包括無潤滑0 形環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的流體互連器，其中所述流體處理裝置包括被構(gòu)造成可容納至少一個過濾器元件的過濾器艙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的流體互連器，其中所述流體處理裝置包括濾芯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的流體互連器，其中所述密封構(gòu)件位于豎直密封面上。
10.一種過濾器艙，包括具有第一端壁的外殼、第一軸線和與所述第一軸線間隔第一距離的外艙壁； 其中所述第一端壁包括流體互連器，所述流體互連器包括 與所述第一軸線間隔第二距離的連接器環(huán)； 設(shè)置在所述連接器環(huán)上的密封構(gòu)件；和設(shè)置在所述連接器環(huán)上的至少一個凸輪構(gòu)件； 所述第一距離為所述第二距離的至少四倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過濾器艙，其中所述密封構(gòu)件和所述至少一個凸輪構(gòu)件至少部分地被垂直所述第一軸線取向的公共平面貫穿。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的過濾器艙，其中所述密封構(gòu)件位于豎直密封面上。
13.根據(jù)權(quán)利要求11至12中任一項所述的過濾器艙，其中所述至少一個密封構(gòu)件設(shè)置在密封環(huán)構(gòu)件上，所述至少一個凸輪構(gòu)件設(shè)置在凸輪環(huán)構(gòu)件上，并且所述密封環(huán)構(gòu)件被固定至所述凸輪環(huán)構(gòu)件以形成所述連接器環(huán)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的過濾器艙，包括圍繞所述連接器環(huán)間隔排列的至少三個凸輪構(gòu)件。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項所述的過濾器艙，其中所述密封構(gòu)件包括無潤滑0形環(huán)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15中任一項所述的過濾器艙，其中所述至少一個凸輪構(gòu)件設(shè)置在所述密封構(gòu)件的內(nèi)側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾器艙，其中所述連接器環(huán)還包括內(nèi)環(huán)壁；和設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)壁外側(cè)且徑向朝外的外環(huán)壁；所述密封構(gòu)件位于所述外環(huán)壁上，所述至少一個凸輪構(gòu)件位于所述內(nèi)環(huán)壁上。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至17中任一項所述的過濾器艙，其中所述外殼還包括與所述第一端壁相對的第二端壁。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的過濾器艙，其中所述第二端壁包括可與所述流體互連器連接的配合互連器。
20.一種過濾系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求7或10所述的第一過濾器艙；根據(jù)權(quán)利要求7或10所述的第二過濾器艙；設(shè)置在各過濾器艙內(nèi)的至少一個過濾器元件；其中所述流體互連器將所述第一過濾器艙連接至所述第二過濾器艙。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的過濾系統(tǒng)，其中每個過濾器艙包括第一端壁和與所述第一端壁相對的第二端壁，所述第一端壁包括所述流體互連器，所述第二端壁包括配合互連器， 每個流體互連器連接到相鄰的所述配合互連器上。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21中任一項所述的過濾系統(tǒng)，其中所述第一過濾器艙包括與所述第二過濾器艙不同類型的過濾器元件。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項所述的過濾系統(tǒng)，還包括壓機，其中所述壓機在所述過濾系統(tǒng)運行期間將所述過濾器艙保持在一起。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的過濾系統(tǒng)，其中每個過濾器艙包括第一端壁、第二端壁和外艙壁；所述流體互連器將所述第一過濾器艙的所述第一端壁連接至所述第二過濾器艙的所述第二端壁，所述壓機沿軸向靠壓各過濾器艙的所述外艙壁，以將所述過濾器艙保持在一起。
25.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項所述的過濾系統(tǒng)，還包括歧管構(gòu)件，其中所述流體互連器將所述歧管構(gòu)件連接至過濾器艙。
26.根據(jù)權(quán)利要求20至25中任一項所述的過濾系統(tǒng)，其中所述密封構(gòu)件位于豎直密封面上。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于流體處理裝置的流體互連器。所述流體互連器包括具有第一軸線的連接器。密封構(gòu)件設(shè)置在所述連接器上。至少一個凸輪構(gòu)件也設(shè)置在所述連接器上。所述至少一個凸輪構(gòu)件設(shè)置在所述密封構(gòu)件的內(nèi)側(cè)。
文檔編號B01D27/08GK102245277SQ200980149324
公開日2011年11月16日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者克里斯蒂安·S·帕克, 勞倫斯·W·巴賽特, 德博拉·M·布賴恩 申請人:3M創(chuàng)新有限公司