НАВИНЧИВАЕМЫЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ С КЛЮЧЕВЫМ СРЕДСТВОМ
SCREWED FILTER CELL WITH KEY TOOL

Родственные заявки
Данная заявка претендует на положительные эффекты предварительной заявки США №61/675,965, поданной 26 июля 2012 г., которая включена сюда в качестве ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится главным образом к навинчиваемым фильтрам и, в частности, к навинчиваемому фильтру с ключевым средством для использования с запираемым адаптером.
Уровень техники
Топливный фильтр обычно располагается в топливопроводе и отфильтровывает грязь, воду и частицы ржавчины от топлива. Топливные фильтры обычно выполняют в картриджах, содержащих фильтровальную бумагу, и часто используют резьбовое соединение (навинчиваемые фильтры). Они находятся в большинстве двигателей внутреннего сгорания.
Сущность изобретения
Чтобы гарантировать, что в варианте применения используется соответствующий топливный фильтр, адаптер (головка) фильтра может быть снабжен ключевым средством, чтобы принимать только разрешенные фильтры. Таким образом, при запирании резьба на адаптере может быть закрыта, препятствуя присоединению неразрешенных фильтров. Механизм отпирания для адаптера может быть удобно расположен на фильтрующем элементе.
Таким образом, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, фильтрующий элемент для установки в головку фильтра включает в себя контейнер, вмещающий кольцо материала, и торцевую крышку на открытом конце контейнера. Торцевая крышка включает главный корпус с резьбовым отверстием для соединения элемента с головкой фильтра, а также один или более ключевых выступов, выступающих из главного корпуса для вхождения в сцепление с запирающим механизмом, связанным с головкой фильтра.
Необязательно, выступы радиально смещены от резьбового отверстия.
Необязательно, ключевые выступы выступают по оси наружу от главного корпуса.
Необязательно, по меньшей мере один ключевой выступ содержит радиально проходящую рычажную часть, образующую под собой область захвата.
Необязательно, ключевые выступы смещены по оси наружу и радиально от резьбового отверстия.
Необязательно, ключевые выступы включают радиально проходящие рычажные части, отделенные промежутком по оси наружу от балансира торцевой крышки.
Необязательно, ключевые выступы определяют под собой промежуток, смещенный по оси и по радиусу от резьбового отверстия, который может принимать консольную мостовую часть запирающего корпуса, связанного с головкой фильтра.
Необязательно, ключевые выступы выступают радиально внутрь.
Необязательно, фильтрующий элемент имеет четыре ключевых выступа.
Необязательно, ключевые выступы представляют собой проходящие по оси обручи.
Необязательно, фильтрующий элемент включает в себя вторую крышку, закрывающую второй открытый конец контейнера.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, представлен фильтрующий элемент для установки в узел адаптера фильтрующего элемента с ключевым отводимым защитным элементом для закрывания резьбы, выполненного для приема фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент включает в себя фильтрующий материал, собранный в цилиндрическую упаковку, определяющую продольную ось и имеющую наружную цилиндрическую поверхность, внутреннюю цилиндрическую поверхность, образующую камеру для текучей среды, первую осевую торцевую поверхность и вторую осевую торцевую поверхность; и первую торцевую крышку, имеющую главный корпус с внутренней по оси стороной и наружной по оси стороной. Торцевая крышка содержит кольцевую полку на внутренней по оси стороне, на которой установлена первая осевая торцевая поверхность фильтрующего материала; резьбовой центральный канал, расположенный радиально внутри кольцевой полки и находящийся в сообщении по текучей среде с камерой для текучей среды фильтрующего материала, и один или более ключевых выступов, соединенных с главным корпусом и выступающих радиально от него, при этом ключевые выступы расположены на наружной по оси стороне главного корпуса и радиально снаружи от центрального отверстия.
Необязательно, ключевые выступы выступают по оси наружу от фильтрующего материала.
Необязательно, ключевые выступы включают в себя концевые части, проходящие по оси в сторону фильтрующего материала.
Необязательно, радиальные внутренние части ключевых выступов прикреплены к смежным частям главного корпуса торцевой крышки.
Необязательно, ключевые выступы выступают радиально внутрь.
Необязательно, ключевые выступы имеют такую форму, размеры и расположены так, чтобы полностью вставляться в отводимый защитный элемент.
Необязательно, фильтрующий элемент имеет четыре ключевых выступа.
Необязательно, ключевые выступы представляют собой проходящие по оси обручи.
Необязательно, фильтрующий элемент включает вторую крышку, герметично закрывающую второй осевой край фильтрующего материала.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, узел адаптера корпуса фильтрующего элемента для приема фильтрующего элемента с ключевым средством содержит корпус адаптера, имеющий один или более каналов для текучей среды; резьбовой стержень, определяющий продольную ось; запирающий корпус, выполненный с возможностью перемещения из закрывающего положения в раскрытое положение; удерживающее кольцо, радиально выступающее от резьбового стержня; запирающее кольцо, выполненное с возможностью перемещения из запертого положения в незапертое положение, при этом в запертом положении запирающее кольцо выполнено так, чтобы смещать один или более запирающих выступов фиксирующего корпуса в сторону удерживающего кольца; и пружинный элемент, выполненный так, чтобы смещать запирающее кольцо в сторону запертого положения. Запирающий корпус содержит защитный элемент, выполненный так, чтобы закрывать резьбу резьбового стержня, когда запирающий корпус находится в закрывающем положении, и чтобы открывать резьбу, когда запирающий корпус находится в раскрытом положении; краевую часть, проходящую в осевом направлении; один или более запирающих выступов, проходящих в осевом направлении и соединенных с краевой частью с помощью проходящей радиально мостовой части, при этом краевая часть и запирающие выступы радиально смещены относительно друг друга, чтобы образовывать между собой опорную часть; один или более проходящих по оси ключевых каналов в краевой части.
Необязательно, ключевые каналы также проходят в направлении по окружности так, что открытые концы ключевых каналов смещены в направлении по окружности от закрытых концов ключевых каналов.
Необязательно, защитный элемент представляет собой кольцевой защитный элемент, окружающий по окружности резьбовой стержень.
Необязательно, запирающее кольцо включает проходящую радиально втулочную часть и проходящую по оси часть обода.
Необязательно, проходящая по оси часть обода выполнена так, чтобы проходить в опорную часть запирающего корпуса.
Необязательно, резьбовой стержень имеет наружную резьбу.
Необязательно, краевая часть находится радиально наружу от запирающих выступов.
Необязательно, резьбовой стержень соединен резьбой с корпусом адаптера.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, способ установки фильтрующего элемента в адаптер корпуса фильтрующего элемента включает в себя этапы введения ключевых выступов фильтрующего элемента в ключевые каналы адаптера, а также этапы отпирания отводимого защитного элемента с помощью ключевых выступов, удаление отводимого защитного элемента и навинчивания фильтрующего элемента на адаптер.
Вышеуказанные и другие признаки изобретения описаны далее более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид в перспективе примера фильтрующего элемента, имеющего ключевые выступы, отсоединенного от примера узла адаптера фильтрующего элемента.
На фиг. 2 показан вид сбоку примера фильтрующего элемента, имеющего ключевые выступы, отсоединенного от примера узла адаптера фильтрующего элемента.
На фиг. 3 показан другой вид сбоку примера фильтрующего элемента, имеющего ключевые выступы, отсоединенного от примера узла адаптера фильтрующего элемента, с линией разреза А-А.
На фиг. 4 показан вид в перспективе примера узла адаптера, имеющего отводимый защитный элемент.
На фиг. 5 показан вид сбоку приведенного в качестве примера узла адаптера, имеющего отводимый защитный элемент, с линией разреза С-С.
На фиг. 6 показан вид в разобранном состоянии приведенного в качестве примера узла адаптера, имеющего отводимый защитный элемент и удаляемый резьбовой стержень.
На фиг. 7 показан вид частичного разреза, выполненного по линии С-С на фиг. 5 примера узла адаптера, имеющего встроенный резьбовой стержень.
На фиг. 8 показан вид частичного разреза, выполненного по линии С-С на фиг. 5 примера узла адаптера, имеющего удаляемый резьбовой стержень.
На фиг. 9 показан вид в перспективе примера запирающего корпуса для использования в примерах узлов адаптера.
На фиг. 10 показан вид в перспективе примера фильтрующего элемента, имеющего четыре ключевых выступа.
На фиг. 11 показан вид разреза, выполненного по линии А-А на фиг. 3, примера фильтрующего элемента, отсоединенного от примера узла адаптера.
На фиг. 12 показан вид разреза, выполненного по линии А-А на фиг. 3, примера фильтрующего элемента, соединенного с примером узла адаптера.
Подробное описание изобретения
Ссылаясь вначале на фиг. 1-3, показан пример узла 100 адаптера фильтрующего элемента (или головки фильтра) и фильтрующего элемента (или фильтрующий патрон) 200, отсоединенного от узла адаптера.
Пример узла адаптера фильтрующего элемента показан более подробно на фиг. 4-9. Со ссылками особенно на фиг. 6 показан вид в разобранном состоянии узла 100 адаптера фильтрующего элемента (или просто «адаптер» или «узел адаптера»), при этом адаптер включает в себя корпус 110 адаптера, пружинный элемент 120, запирающее кольцо 130, удерживающее кольцо 140, резьбовой стержень 150 и запирающий корпус 160.
Как наилучшим образом показано на фиг. 7 и 8, корпус 110 адаптера может включать в себя один или более каналов 111, 112 текучей среды для соединения с присоединенным фильтрующим элементом 200. Например, корпус адаптера может иметь центральный канал 111 текучей среды для сообщения по текучей среде с центральной камерой присоединенного фильтрующего элемента 200 и может иметь радиально наружный канал 112 текучей среды для сообщения по текучей среде с радиально наружной камерой присоединенного фильтрующего элемента 200. Альтернативно корпус 110 адаптера может иметь меньше или больше каналов текучей среды, в зависимости от применения. Дополнительно, корпус 110 адаптера может содержать одну или более собираемых деталей или может быть цельной конструкцией. Дополнительно, один или более других элементов описанного здесь адаптера 100 могут составлять одно целое с корпусом 110 адаптера или могут быть отдельными деталями, собираемыми вместе с корпусом 110, как показано здесь.
Теперь со ссылками на фиг. 7-9 показан запирающий корпус 160. Запирающий корпус 160 может быть выполнен из любого подходящего материала (например, пластмассы или металла) и выполнен с возможностью перемещения из закрывающего положения в раскрытое положение. Как показано в примерах вариантов воплощения, закрывающее положение смещено по оси от корпуса 110 адаптера, а раскрытое положение смещено по оси к корпусу 110 адаптера. Однако специалисту в данной области техники должно быть понятно, что эти направления могут быть изменены на противоположные в некоторых вариантах воплощения или могут касаться перемещения, отличающегося от перемещения в осевом направлении.
Запирающий корпус 160 включает защитный элемент 162, выполненный таким образом, чтобы закрывать резьбу резьбового стержня 150, когда запирающий корпус находится в закрывающем положении, и чтобы открывать резьбу, когда запирающий корпус находится в раскрытом положении. Защитный элемент 162 может распространяться по оси из корпуса 110 адаптера будучи собранным с ним. Кроме того, как показано, защитный элемент 162 может быть кольцевым и может полностью или частично окружать по окружности резьбовой стержень 150. В показанном примере варианта воплощения защитный элемент находится радиально снаружи от резьбового стержня 150. Однако специалисту в данной области будет понятно, что защитный элемент (и/или весь запирающий корпус 160) может находиться радиально внутри резьбового стержня 150 в вариантах воплощения, в которых резьбовой стержень 150 имеет внутреннюю резьбу, а не наружную резьбу.
Запирающий корпус 160 также включает в себя краевую часть 164, проходящую в осевом направлении. Краевая часть может быть кольцевой. Запирающий корпус 160 может также включать один или более запирающих выступов 166, проходящих в осевом направлении и соединенных с краевой частью 164 с помощью проходящей радиально мостовой части 168. Краевая часть 164 и запирающие выступы 166 могут быть смещены в радиальном направлении относительно друг друга, чтобы образовывать между собой опорную часть 170. Краевая часть может находиться радиально снаружи от запирающих выступов, хотя в других компоновках краевая часть 164 и запирающие выступы 166 могут быть изменены на противоположные.
Краевая часть 164 может также включать в себя один или более проходящих по оси ключевых каналов 172. Эти каналы 172 находятся там, где ключевые выступы фильтрующего элемента будут входить с соответствием, чтобы отпирать механизм защитного элемента. В некоторых примерах вариантов воплощения ключевые каналы 172 просто проходят по оси. Однако в других примерах вариантов воплощения, например, в показанных на фиг. 2-5, ключевые каналы 172 также проходят в направлении по окружности так, что наружная часть (открытый конец) 176 ключевых каналов смещена по окружности от внутренней части (закрытого конца) 174 ключевых каналов 172. Это расположение со смещением будет препятствовать ключам, которые выступают только в осевом направлении, отпиранию механизма защитного элемента путем препятствования прохождению ключа прямо во внутреннюю часть 174. Такое расположение создает консольную мостовую часть 178, которая защищает внутреннюю часть 174 ключевого канала.
Удерживающее кольцо 140 выступает в радиальном направлении от резьбового стержня. Удерживающее кольцо 140 может быть объединено с резьбовым стержнем, хотя в иллюстрируемых примерах вариантов воплощения удерживающее кольцо 140 является отдельной деталью и может быть выполнено из любого подходящего материала, такого как пластмасса или металл. Удерживающее кольцо должно быть по меньшей мере частично жестким, чтобы предотвратить перемещение вверх запирающего корпуса 160, когда запирающие выступы 166 входят в сцепление с удерживающим кольцом 140.
Запирающее кольцо 130 может быть изготовлено из любого подходящего материала (например, пластмассы или металла) и выполнено с возможностью перемещения из запертого положения в незапертое положение. В запертом положении запирающее кольцо 130 выполнено так, чтобы смещать запирающие выступы 166 в сторону удерживающего кольца (например, радиально внутрь). При смещении в сторону удерживающего кольца запирающие выступы 166 должны примыкать в осевом направлении к удерживающему кольцу (в иллюстрируемом варианте воплощения по оси от корпуса 110 адаптера или «вниз») и таким образом будут препятствовать осевому перемещению запирающего корпуса 160 (в иллюстрируемом варианте воплощения это будет предотвращать осевое перемещение в сторону корпуса адаптера или «вверх»). В иллюстрируемом варианте воплощения запирающее кольцо 130 выполнено с возможностью перемещения в осевом направлении, и запертое положение находится в осевом направлении вдали от корпуса 110 адаптера, и незапертое положение находится в осевом направлении около корпуса 110 адаптера. Запирающее кольцо может иметь любую подходящую форму, но в примере варианта воплощения включает в себя радиально проходящую втулочную часть 132 и проходящую по оси часть 134 обода, проходящую по оси в сторону от корпуса 110 адаптера от радиальной наружной части втулочной части 132. Проходящая по оси часть 134 обода может выступать в опорную часть 170 запирающего корпуса 160.
Чтобы смещать запирающие выступы 166, запирающее кольцо может включать в себя скошенную под углом часть 136 радиально внутри части 134 обода. Скошенная часть 136 может быть сплошной кольцевой скошенной частью или может содержать множество разделенных по окружности скошенных сегментов.
Узел 100 адаптера также включает в себя пружинный элемент 120 (например, стандартную металлическую спиральную пружину, пластмассовую пружину, волнистую пружину или другие), выполненную так, чтобы смещать запирающее кольцо в сторону запертого положения.
Резьбовой стержень 150 может выступать из части узла 100 адаптера и определяет продольную ось, вокруг которой собираются другие компоненты. Как показано, резьбовой стержень 150 может иметь наружную резьбу. Однако специалистам в данной области должно быть понятно, что также возможен стержень с внутренней резьбой. Резьбовой стержень 150 может быть соединен посредством резьбы с корпусом 110 адаптера или может быть цельной конструкцией с корпусом 110.
Теперь со ссылками на фиг. 10-12 проиллюстрирован пример фильтрующего элемента 200 для установки в узел 100 адаптера с ключевым отводимым защитным элементом для закрывания наружной резьбы, выполненный для приема фильтрующего элемента. Хотя проиллюстрированный фильтрующий элемент задуман как топливный фильтр, изобретение не ограничено этим и может использоваться в других фильтрах, включая масляные фильтры, водяные фильтры и др. Фильтрующий элемент 200 может содержать фильтрующий материал 210, первую торцевую крышку 220, вторую торцевую крышку 240 и боковые стенки 250.
Фильтрующий материал 210 может быть собран в цилиндрическую упаковку, определяющую продольную ось фильтрующего элемента. Материал может быть, например, гофрированным или свернутым. В гофрированном материале текучая среда течет, как правило, в направлении, перпендикулярном продольной оси (т.е. либо снаружи внутрь цилиндрической упаковки, либо наоборот). В фильтре свернутого материала материал свернут в конфигурации, аналогичной рулону туалетной бумаги, и поток, как правило, проходит сверху вниз (или наоборот). Фильтрующий материал может иметь наружную цилиндрическую поверхность 212, внутреннюю цилиндрическую поверхность 214, образующую камеру 260 для текучей среды, а также может иметь первую осевую торцевую поверхность 216 и вторую осевую торцевую поверхность 218.
Первая торцевая крышка 220 имеет главный корпус 222 с внутренней по оси стороной и наружной по оси стороной. Кроме того, первая торцевая крышка имеет кольцевую полку 224 на осевой внутренней стороне, на которой установлена первая осевая торцевая поверхность 216 фильтрующего наполнителя 210. Центральный канал с внутренней резьбой (или отверстие) 226, расположенный радиально внутри кольцевой полки 224, сообщается по текучей среде с камерой 260 для текучей среды фильтрующего материала 210 и используется для резьбового сцепления и соединения фильтрующего элемента с адаптером 100. Торцевая крышка может содержать один или более каналов текучей среды для сообщения по текучей среде с наружной камерой 270 для текучей среды, расположенной между фильтрующим материалом 210 и боковыми стенками 250.
Один или более ключевых выступов 230, соединенных с главным корпусом 222, выступают из него в радиальном направлении. Ключевые выступы 230 имеют такую форму, размеры и расположены так, чтобы вставлять ключевые выступы в отводимый защитный элемент (запирающий корпус). В примерах вариантов воплощения ключевые выступы 230 выступают радиально внутрь и могут быть установлены на наружной осевой стороне главного корпуса 222 и наружу в радиальном направлении от центрального отверстия 226. Ключевые выступы могут выступать по оси от фильтрующего материала (по оси наружу), чтобы выступать в ключевые каналы 172 запирающего корпуса 160. В некоторых приведенных в качестве примера вариантах воплощения выступы 230 могут выступать по спирали из первой торцевой крышки 220. Ключевые выступы 230 могут включать в себя концевые части 232, проходящие по оси в сторону фильтрующего материала. Части ключевых выступов 230, распространяющиеся радиально внутрь (например, концевые части 232), могут быть незакрепленными (иначе говоря, ключевые выступы 230 могут быть консольными) или они могут быть прикреплены к смежным частям первой торцевой крышки 220 (иначе говоря, выступы 230 могут быть проходящими по оси замкнутыми обручами или их аналогами). Ключевые выступы 230 могут таким образом включать в себя радиально проходящую рычажную часть, образующую под собой область 234 захвата. Ключевые выступы 230, чтобы входить в сцепление с запирающим корпусом, могут включать в себя радиально проходящие рычажные части, отделенные промежутком по оси наружу от балансира торцевой крышки. Иначе говоря, любой рычаг может распространяться по оси наружу и/или главный корпус может распространяться по оси внутрь. Ключевые выступы 234 таким образом определяют под собой промежуток, смещенный по оси и по радиусу от резьбового отверстия, который может принимать консольную мостовую часть 178 запирающего корпуса 160, связанного с головкой/адаптером фильтра.
Хотя может использоваться любое количество ключей, приведенные в качестве примера фильтры 200 содержат четыре ключевых выступа 230.
Наконец, фильтрующий элемент может включать в себя вторую крышку 240, герметично закрывающую второй осевой край фильтрующего материала. Вторая крышка 240 может содержать резьбу для дополнительного сцепления с другим элементом. Вторая крышка может быть закрытой или может включать в себя один или более каналов текучей среды для сообщения по текучей среде с центральной камерой 260 текучей среды или наружной камерой 270 текучей среды, расположенной между фильтрующего материала 210 и боковыми стенками 250.
Хотя изобретение показано и описано относительно определенного варианта или вариантов воплощения, очевидно, что после прочтения и понимания настоящего описания и прилагаемых чертежей специалистами в данной области техники будут выполнены эквивалентные изменения и модификации. В частности, что касается различных функций, выполняемых вышеописанными элементами (компонентами, узлами, устройствами, структурами и т.д.), условия (в том числе ссылки на «средства»), используемые для описания таких элементов, считаются такими, что соответствуют, если не указано иное, любому элементу, который выполняет указанную функцию описанного элемента (то есть функционально эквивалентны), хотя и не конструктивно эквивалентны раскрытой конструкции, которая в данном документе выполняет функцию, показанную в примере варианта или вариантов воплощения настоящего изобретения. Кроме того, хотя конкретный признак изобретения может быть описан выше со ссылкой только на один или более из нескольких показанных вариантов воплощения, такой признак может быть объединен с одним или более других признаков других вариантов воплощения, как может быть желательно и преимущественно для любого данного или конкретного применения.