СПОСОБЫ И НАВИНЧИВАЕМОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
METHODS AND SCREW-ON DEVICE FOR FLUID TREATMENT

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Эта заявка подана 10 августа 2018 года в качестве международной заявки на патент согласно РСТ и заявляет приоритет на европейскую патентную заявку № ЕР 17186061.2, поданную 11 августа 2017 года, описание которой в полном объеме включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится к системам обработки текучей среды, в частности, заменяемым навинчиваемым фильтрам для фильтрации жидкостей, таких как топливо, масло, другие текучие среды в двигателе, гидравлические текучие среды и т.д.
Предпосылки создания изобретения
Фильтр навинчиваемого типа, как правило, содержит центральное отверстие на своей верхней поверхности, оснащенной металлической внутренней резьбой, которая выполнена с возможностью зацепления с полым резьбовым металлическим цилиндром на двигателе или машине, через который поступает обратно отфильтрованная жидкость. Если жидкость, которая должна быть отфильтрована, является достаточно вязкой и резьбы изготовлены с достаточно малыми допусками, находящиеся в зацеплении резьбовые металлические детали будут образовывать подходящее уплотнение между чистым (необработанным) путем потока текучей среды внутри корпуса фильтра и грязным (обработанным) путем потока текучей среды внутри корпуса фильтра, чтобы предотвратить значительный обход текучей среды с грязной (необработанной) стороны к чистой (обработанной) стороне без прохождения через среду для обработки. Одно или несколько дополнительных отверстий предусмотрены на верхней поверхности, удаленной в радиальном направлении от центрального отверстия, для приема грязной текучей среды. Осевое уплотнение создает уплотнение между текучей средой в корпусе фильтра и внешней окружающей средой.
Навинчиваемые фильтры из уровня техники включают: WO 2013/188036 A1; WO 2015/156760 А1; и WO 2013/028320 А2.
Недостатком известных навинчиваемых фильтров является то, что любые посторонние включения, такие как пластмасса или металлические частицы, которые находятся на границе раздела (и, в частности, на резьбовых поверхностях) до установки фильтра, могут попасть внутрь чистой стороны фильтра после установки и, таким образом, проникнуть в машину или двигатель во время работы.
Более того, посторонние включения могут образовываться в результате резьбового зацепления металла с металлом во время установки фильтра, и часть этих посторонних включений может попасть внутрь чистой стороны фильтра.
Целесообразными являются усовершенствования известного уровня техники.
Сущность изобретения
Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлено навинчиваемое устройство для обработки текучей среды, содержащее корпус, верхнюю поверхность, при этом указанная верхняя поверхность содержит канал с внутренней резьбой, по меньшей мере одно впускное отверстие, удаленное в радиальном направлении от указанного канала с резьбой, и осевое уплотнение, окружающее указанное по меньшей мере одно впускное отверстие; при этом выпускная трубка по меньшей мере частично расположена внутри указанного канала с резьбой в концентрическом положении, при этом среда для обработки расположена внутри указанного корпуса для обработки текучих сред, входящих через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие и выходящих через указанную выпускную трубку; и при этом указанная выпускная трубка оснащена ориентированной наружу уплотняющей частью, выполненной с возможностью зацепления с комплементарным элементом впускного патрубка объекта, который принимает указанные обработанные текучие среды.
Термин "удаленный в радиальном направлении" в контексте данного документа подразумевает, что впускное отверстие расположено полностью снаружи относительно канала с внутренней резьбой. Термин "ориентированный наружу" используется в контексте настоящего документа, чтобы указать на то, что уплотняющая часть работает в направлении вверх и/или радиально наружу. Корпус может быть по существу цилиндрическим. Канал с внутренней резьбой может быть расположен по центру на указанной верхней поверхности.
Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что внутренняя резьба канала с резьбой устройства согласно настоящему изобретению и наружная резьба соединительного наконечника машины остаются изолированными от чистой стороны устройства во время и после установки, таким образом предотвращая загрязнение чистой стороны устройства посторонними включениями, находящимися на этих резьбовых поверхностях.
В настоящей заявке, где имеется в виду предотвращение наличия посторонних включений, это предусматривает предотвращение наличия посторонних включений, имеющих размер, превышающий определенное пороговое значение, например, пороговое значение, составляющее 500 мкм, предпочтительно пороговое значение, составляющее 100 микрон. Наличие посторонних включений с таким пороговым размером можно предотвратить без использования отдельного уплотняющего элемента, поскольку зацепление с линейным контактом между, например, пластмассовой выпускной трубкой картриджа фильтра и металлической впускной трубкой головки машины будет образовывать достаточное уплотнение.
В некоторых применениях, если уплотнительный элемент, такой как уплотнительное кольцо, предусмотрен на выпускной трубке, предотвращение наличия посторонних включений может дополнительно предусматривать наличие размера, превышающего определенное более низкое пороговое значение, например, пороговое значение, составляющее 50 мкм, предпочтительно пороговое значение, составляющее 5 микрон.
В варианте осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению уплотняющая часть содержит по меньшей мере осевой компонент.
В варианте осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению уплотняющая часть содержит по меньшей мере радиальный компонент.
В конкретном варианте осуществления выпускная трубка выполнена в виде по существу цилиндрической трубки, стенка которой закруглена на открытом верхнем конце, и радиальный компонент содержит ориентированную наружу деталь закругленной стенки.
Этот вариант осуществления особенно пригоден для использования с выпускной трубкой, изготовленной из металла. Однако также можно использовать другие материалы для выпускной трубки, включая пластмассу, сплав ЦАМ или эластомеры.
В другом конкретном варианте осуществления выпускная трубка выполнена в виде по существу цилиндрической трубки, стенка которой сужается на открытом верхнем конце, чтобы образовывать коническую поверхность, и радиальный компонент содержит коническую поверхность.
Этот вариант осуществления особенно пригоден для использования с выпускной трубкой, изготовленной из пластмассы.
В другом конкретном варианте осуществления выпускная трубка выполнена в виде трубки, имеющей по существу форму усеченного конуса, и радиальный компонент содержит наружную поверхность трубки, имеющей по существу форму усеченного конуса.
Этот вариант осуществления особенно пригоден для использования с выпускной трубкой, изготовленной из пластмассы.
В варианте осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению указанная среда для обработки расположена в картридже внутри указанного корпуса, при этом указанный картридж прижат к указанной верхней поверхности посредством упругого элемента.
В конкретном варианте осуществления выпускная трубка имеет конец, форма которого не имеет цилиндрической симметрии, выполненный с возможностью уплотнения с соответствующей формой комплементарного элемента.
Это решение является особенно пригодным для навинчиваемых изделий, если упругий элемент, расположенный между картриджем и корпусом, создает необходимое осевое усилие для обеспечения правильной уплотняющей компоновки. Картридж может поворачиваться внутри навинчиваемого корпуса, поскольку он просто вдавливается между упругим элементом и верхней поверхностью (отражательной пластиной). Следовательно можно использовать форму без круговой симметрии, например, прямоугольную форму, поскольку картридж с выпускной трубкой будет ориентироваться автоматически и все еще создавать хорошее уплотнение.
В конкретном варианте осуществления выпускная трубка выполнена с возможностью перемещения в осевом направлении относительно верхней поверхности.
Это решение является особенно пригодным для навинчиваемого фильтра, если упругий элемент, расположенный между картриджем и корпусом, создает необходимое осевое усилие для обеспечения правильной уплотняющей компоновки. Соответственно, выпускная трубка может перемещаться вниз внутри корпуса при вставке навинчиваемого компонента.
В варианте осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению ориентированная наружу уплотняющая часть расположена по меньшей мере частично внутри объема, образованного нижним концом канала с резьбой и верхней поверхностью.
Преимуществом данного варианта осуществления является то, что можно предотвратить случайное касание и загрязнение уплотняющей части во время эксплуатации устройства.
В конкретном варианте осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению ориентированная наружу уплотняющая часть расположена, после установки, по меньшей мере частично внутри объема, образованного нижним концом канала с резьбой и верхней поверхностью.
В варианте осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению среда для обработки представляет собой фильтрующую среду.
Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлена система, содержащая машину, содержащую головку устройства для обработки и навинчиваемое устройство для обработки текучей среды; при этом указанное навинчиваемое устройство для обработки текучей среды содержит по существу цилиндрический корпус с верхней поверхностью, при этом указанная верхняя поверхность содержит расположенный по центру канал с внутренней резьбой, по меньшей мере одно впускное отверстие, удаленное в радиальном направлении от указанного канала с резьбой, и осевое уплотнение, окружающее указанное по меньшей мере одно впускное отверстие, при этом среда для обработки расположена внутри указанного корпуса для обработки текучих сред, входящих через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие и выходящих через указанную выпускную трубку; при этом указанная головка устройства для обработки содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие головки, выполненное с возможностью обеспечения сообщения по текучей среде с по меньшей мере одним впускным отверстием навинчиваемого устройства для обработки, и впускное отверстие головки, выполненное с возможностью обеспечения сообщения по текучей среде с выпускным отверстием навинчиваемого устройства для обработки, при этом указанное впускное отверстие головки предусмотрено в наконечнике с резьбовой наружной поверхностью, выполненной с возможностью зацепления с каналом с резьбой навинчиваемого устройства для обработки текучей среды; при этом выпускная трубка по меньшей мере частично расположена внутри указанного канала с резьбой в концентрическом положении; и при этом указанная выпускная трубка оснащена ориентированной наружу уплотняющей частью, выполненной с возможностью зацепления с комплементарным элементом впускного отверстия головки.
Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлен комплект, содержащий: навинчиваемое устройство для обработки текучей среды, содержащее по существу цилиндрический корпус с верхней поверхностью, при этом указанная верхняя поверхность содержит расположенный по центру канал с внутренней резьбой, по меньшей мере одно впускное отверстие, удаленное в радиальном направлении от указанного канала с резьбой, и осевое уплотнение, окружающее указанное по меньшей мере одно впускное отверстие, при этом среда для обработки расположена внутри указанного корпуса для обработки текучих сред, входящих через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие и выходящих через выпускное отверстие; и деталь 102, образующую удлинительную трубку или выпускную трубку 110 с ориентированной наружу уплотняющей частью, выполненной с возможностью зацепления с комплементарным элементом впускного отверстия 210 объекта, который принимает указанные обработанные текучие среды; при этом указанная деталь приспособлена для установки на указанное навинчиваемое устройство для обработки текучей среды так, чтобы указанная выпускная трубка была по меньшей мере частично расположена внутри указанного канала с резьбой или выпуска 130 в концентрическом положении и в уплотненном сообщении по текучей среде с указанным выпускным отверстием.
Аспект согласно настоящему изобретению относится к навинчиваемому картриджу фильтра для текучей среды для резьбового соединения с патрубком головки фильтра. Картридж фильтра содержит корпус, содержащий окружающую стенку, внутренний объем и накладку на конце окружающей стенки, покрывающую внутренний объем; при этом накладка содержит центральный канал и компоновку впуска, находящуюся на расстоянии от центрального канала в радиальном направлении; при этом центральный канал и компоновка впуска сообщаются с внутренним объемом; при этом центральный канал содержит расположенные с внутренней стороны резьбы; при этом размеры и исполнение центрального канала дают возможность навинчивания на патрубок головки фильтра с наружной резьбой. Картридж фильтра дополнительно содержит осевой уплотнительный элемент, расположенный на наружной стороне накладки, и окружает компоновку впуска, и ориентирован с образованием уплотнения с головкой фильтра, когда картридж фильтра функционально соединен с головкой фильтра. Картридж фильтра дополнительно содержит фильтрующий элемент, в рабочем состоянии ориентированный во внутреннем объеме корпуса. Фильтрующий элемент содержит трубчатую паковку набивки фильтрующей набивки, окружающей объем с чистой текучей средой; при этом паковка набивки скреплена с торцевой крышкой на первом конце элемента; при этом выпускная трубка проходит в осевом направлении в сторону от оставшейся части фильтрующего элемента и выполнена как единое целое с торцевой крышкой или скреплена с ней; при этом выпускная трубка сообщается с объемом с чистой текучей средой; и при этом выпускная трубка образует уплотнение впритык между выпускной трубкой и внутренней поверхностью патрубка головки фильтра, когда картридж фильтра соединен с головкой фильтра.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления уплотнение между выпускной трубкой и внутренней поверхностью патрубка головки фильтра представляет собой по меньшей мере осевое уплотнение между свободным концом выпускной трубки и внутренней поверхностью головки фильтра. Свободный конец может быть закругленным или свободный конец может быть сужающимся.
Уплотнение между выпускной трубкой и внутренней поверхностью патрубка головки фильтра может дополнительно содержать радиальное уплотнение впритык между наружной частью выпускной трубки и внутренней поверхностью патрубка головки фильтра.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления выпускная трубка имеет форму усеченного конуса.
В одном или нескольких вариантах осуществления радиальное уплотнение образовано уплотнительным элементом в виде уплотнительного кольца, выступающего из наружной части выпускной трубки.
В примерах картридж фильтра дополнительно содержит упругий элемент, проталкивающий фильтрующий элемент в направлении накладки.
Выпускная трубка может представлять собой отдельную от остальной части фильтрующего элемента структурную единицу и образует уплотнение с торцевой крышкой.
Следует отметить, что уплотнение с торцевой крышкой должно быть достаточным для обеспечения необходимой эффективности фильтрации; такое уплотнение можно выполнить с использованием отдельного уплотняющего компонента, такого как уплотнительное кольцо, или без него.
Аспект согласно настоящему изобретению включает фильтр в сборе, содержащий головку фильтра, имеющую патрубок с наружной резьбой; при этом патрубок содержит направленную внутрь уплотняющую поверхность; картридж фильтра, разные варианты которого описаны выше, прикрепленный съемным образом к головке фильтра, при этом внутренняя резьба центрального канала накладки сопрягается с наружной резьбой патрубка. Выпускная трубка проходит в патрубок и образует уплотнение впритык между уплотняющей поверхностью патрубка и выпускной трубкой.
В примерах уплотняющая поверхность патрубка содержит наклоненную внутрь поверхность.
В одном или нескольких вариантах осуществления уплотняющая поверхность патрубка представляет собой плоскую поверхность, расположенную под прямым углом к оставшейся части внутренней поверхности патрубка.
В иллюстративных вариантах осуществления накладка содержит опущенную часть, наклоненную внутрь в направлении фильтрующего элемента; и когда картридж фильтра функционально соединен с головкой фильтра, фильтрующий элемент находится на расстоянии в осевом направлении от выхода из зацепления с опущенной частью.
Фильтр в сборе может содержать упругий элемент, проталкивающий фильтрующий элемент в направлении накладки.
В некоторых примерах внутренняя поверхность патрубка имеет форму усеченного конуса; и выпускная трубка имеет форму усеченного конуса.
Аспект согласно настоящему изобретению относится к способу установки навинчиваемого картриджа фильтра на головку фильтра. Способ включает предоставление головки фильтра, содержащей патрубок с наружной резьбой; при этом патрубок содержит направленную внутрь уплотняющую поверхность; предоставление картриджа фильтра, содержащего корпус, удерживающий фильтрующий элемент, при этом корпус содержит накладку с центральным каналом с направленной внутрь резьбой; при этом фильтрующий элемент содержит выпускную трубку; соединение картриджа фильтра с головкой фильтра посредством резьбового сопряжения внутренней резьбы центрального канала и наружной резьбы патрубка; направление выпускной трубки в патрубок.
В одном примере способ дополнительно включает образование уплотнения впритык между выпускной трубкой и внутренней поверхностью патрубка.
В одном примере этап способа, касающийся направления выпускной трубки в патрубок, предусматривает выравнивание выпускной трубки в патрубке с использованием выравнивающего элемента, образованного на выпускной трубке. В одном примере выравнивающий элемент представляет собой скошенный конец или криволинейный конец выпускной трубки. В одном примере предоставлено навинчиваемое устройство для обработки текучей среды, которое содержит корпус, верхнюю поверхность, при этом указанная верхняя поверхность содержит канал с внутренней резьбой, по меньшей мере одно впускное отверстие, удаленное в радиальном направлении от указанного канала с резьбой, и осевое уплотнение, окружающее указанное по меньшей мере одно впускное отверстие. Также может быть предоставлена выпускная трубка, которая по меньшей мере частично расположена внутри указанного канала с резьбой в концентрическом положении, при этом среда для обработки расположена внутри указанного корпуса для обработки текучих сред, входящих через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие и выходящих через указанную выпускную трубку.
В одном примере выпускная трубка оснащена ориентированной наружу уплотняющей частью и выполнена с возможностью зацепления с комплементарным элементом впускного патрубка объекта, который принимает указанные обработанные текучие среды.
В одном примере выпускная трубка проходит в осевом направлении за пределы канала с резьбой так, что выпускная трубка выполняет функцию выравнивания между каналом с резьбой и впускным патрубком, контактируя сначала с впускным патрубком до зацепления резьбы.
В некоторых примерах выпускная трубка содержит ориентированную наружу уплотняющую часть и проходит в осевом направлении за пределы канала с резьбой.
В одном примере предоставлен навинчиваемый картридж для текучей среды, который содержит корпус, образующий множество впускных отверстий, окружающих резьбовой выпуск с обращенной внутрь резьбой, и который содержит фильтрующую среду, расположенную внутри корпуса. В одном аспекте картридж для текучей среды может содержать удлинительную трубку, по меньшей мере частично расположенную внутри резьбового выпуска и находящуюся на расстоянии от него.
В некоторых примерах удлинительная трубка проходит в осевом направлении за пределы резьбового выпуска с образованием выравнивающего элемента. В некоторых примерах удлинительная трубка проходит из-под резьбового выпуска в осевом направлении за пределы резьбового выпуска.
В некоторых примерах выравнивающий элемент образован скошенным концом или криволинейным концом удлинительной трубки.
В некоторых примерах удлинительная или выпускная трубка содержит как выравнивающий элемент, так и первый уплотняющий элемент. В некоторых примерах удлинительная трубка содержит только одно из выравнивающего элемента и первого уплотняющего элемента.
В некоторых примерах удлинительная трубка образует первый уплотняющий элемент. В некоторых примерах первый уплотняющий элемент расположен в осевом направлении между дальним осевым концом навинчиваемого картриджа для текучей среды и концом обращенной внутрь резьбы, наиболее удаленным от дальнего осевого конца. В некоторых примерах дальний осевой конец образован вторым уплотняющим элементом, окружающим множество впускных отверстий.
В одном примере предоставлен навинчиваемый картридж для текучей среды, который содержит корпус, образующий множество впускных отверстий, окружающих резьбовой выпуск с обращенной внутрь резьбой, и который содержит фильтрующую среду, расположенную внутри корпуса. В одном аспекте картридж для текучей среды может содержать удлинительную трубку, содержащую первый уплотняющий элемент, при этом первый уплотняющий элемент по меньшей мере частично расположен внутри резьбового выпуска и находится на расстоянии от него.
В некоторых примерах корпус дополнительно образует главную часть и отражательную пластину, скрепленную с главной частью, при этом отражательная пластина содержит множество впускных отверстий и резьбовой выпуск.
В некоторых примерах предоставлена первая торцевая крышка, примыкающая к концу фильтрующей среды, при этом удлинительная трубка выполнена как единое целое с первой торцевой крышкой. В некоторых примерах первая торцевая крышка примыкает к концу фильтрующей среды, а выпускная деталь соединена с первой торцевой крышкой, при этом удлинительная трубка образована частью выпускной детали.
В некоторых примерах предоставлен второй уплотнительный элемент для уплотнения корпуса с головкой фильтра, при этом второй уплотнительный элемент окружает множество впускных отверстий и содержит обращенную в осевом направлении уплотнительную поверхность.
В некоторых примерах первый уплотняющий элемент образует направленную наружу радиальную уплотнительную поверхность. В некоторых примерах первый уплотняющий элемент расположен под косым углом к продольной оси картриджа фильтра. В некоторых примерах первый уплотняющий элемент имеет форму усеченного конуса. В некоторых примерах первый уплотняющий элемент выполнен как единое целое с удлинительной трубкой. В некоторых примерах первый уплотняющий элемент содержит осевой и радиальный компонент. В некоторых примерах первый уплотняющий элемент образован отдельно от удлинительной трубки. В некоторых примерах первый уплотняющий элемент представляет собой уплотнительное кольцо.
В некоторых примерах удлинительная трубка выполнена из пластмассового материала. В некоторых примерах удлинительная трубка выполнена из металлического материала. Технические эффекты и преимущества вариантов осуществления системы, а также комплект согласно настоящему изобретению соответствуют, с внесением необходимых изменений, таковым в соответствующих вариантах осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению.
Краткое описание графических материалов
Эти и другие признаки и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения далее будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:
на фиг. 1-3 проиллюстрирована верхняя часть первого варианта осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4-6 проиллюстрирована верхняя часть второго варианта осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению;
на фиг. 7-9 проиллюстрирована верхняя часть третьего варианта осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению;
на фиг. 10-13 проиллюстрирована верхняя часть четвертого варианта осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению;
на фиг. 14 и 15 показаны чертежи в перспективе с частичным разрезом верхней части пятого варианта осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению;
на фиг. 16 проиллюстрирован переходник, который может быть использован для получения системы согласно настоящему изобретению, снабженной навинчиваемым устройством для обработки текучей среды известного типа;
на фиг. 17 проиллюстрирована защелкивающаяся деталь, которая может предусматриваться как часть комплекта для изготовления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению;
на фиг. 18 представлен схематический покомпонентный вид в перспективе фильтра в сборе, содержащего головку фильтра, имеющего впускную трубку или патрубок, и картридж фильтра;
на фиг. 19 представлен схематический вид в поперечном разрезе, показывающий один вариант осуществления картриджа фильтра, содержащего корпус, торцевую структурную единицу и внутренний фильтрующий элемент;
на фиг. 20 и 21 показаны графические материалы в перспективе с частичным разрезом верхней части шестого варианта осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению;
на фиг. 22 представлен схематический вид в поперечном разрезе, показывающий один вариант осуществления картриджа фильтра, содержащего корпус, торцевую структурную единицу и внутренний фильтрующий элемент;
на фиг. 23-25 показано, как существующая головка машины может быть приспособлена для использования в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 26 28 показаны схематические виды в поперечном разрезе, которые иллюстрируют верхнюю часть варианта осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению; и
на фиг. 29 представлен схематический вид в поперечном разрезе, показывающий один вариант осуществления картриджа фильтра, подобного тому, что показан на фиг. 26 28, при этом выпускная трубка выполняет функцию выравнивающего элемента, но предоставлена без уплотняющего элемента.
На фигурах одни и те же позиции использованы для ссылки на одни и те же или функционально подобные элементы.
Подробное описание
Настоящее изобретение относится к навинчиваемому устройству для обработки текучей среды, например, навинчиваемому фильтру, катализатору, воздушно-масляному сепаратору или контейнеру для использования с двигателями внутреннего сгорания, гидравлическими машинами и другими машинами. Устройство содержит по существу цилиндрический корпус с верхней поверхностью, которая содержит отверстия для сопряжения с машиной. Термин "верхняя поверхность" используется для обозначения плоской верхней части устройства для обработки текучей среды, которая прижимается к соответствующей поверхности машины при установке навинчиваемого устройства для обработки текучей среды. В данной заявке термины "вверх" и "вниз" или "верхний" и "нижний" используются в соответствии с вышеупомянутым определением "верхней поверхности", несмотря на то, что в определенных применениях устройство может использоваться в другой ориентации.
Верхняя поверхность содержит расположенный по центру канал с внутренней резьбой, который содержит выпускное отверстие, как более подробно описано ниже. Верхняя поверхность дополнительно содержит по меньшей мере одно впускное отверстие, удаленное в радиальном направлении от канала с резьбой, и осевое уплотнение, окружающее по меньшей мере одно впускное отверстие, с таким расчетом, чтобы текучие среды, направленные во впускное отверстие, не вытекали вдоль стороны верхней поверхности. Осевое уплотнение может быть предусмотрено возле окружности верхней поверхности, и оно будет упираться и будет прижато к соответствующей поверхности машины, когда канал с резьбой навинчен достаточно далеко на накладную головку машины. Использование термина "осевое уплотнение" подразумевает включение уплотнительных поверхностей, которые обращены в направлении, ортогональном продольной оси картриджа фильтра так, что уплотнение может быть образовано в результате перемещения картриджа фильтра в осевом направлении (т.е. направлении, параллельном продольной оси).
Выпускная трубка по меньшей мере частично расположена внутри указанного канала с резьбой в концентрическом положении - открытый конец трубки может находиться вровень с верхней поверхностью, она может быть погружена внутрь относительно верхней поверхности или она может выступать наружу из верхней поверхности. Выпускная трубка находится в сообщении по текучей среде с внутренней частью корпуса; в частности, в случае устройства в виде фильтра или катализатора она находится в сообщении по текучей среде с "чистой стороной" устройства; без потери универсальности далее в данном документе при обозначении части устройства, которая находится в сообщении по текучей среде с выпускной трубкой, будет упоминаться "чистая сторона". Кольцеобразное пространство, которое находится внутри канала между выпускной трубкой и резьбовой поверхностью, будет принимать резьбовую сопрягаемую деталь, предусмотренную на впуске машины.
Среда для обработки расположена внутри корпуса для обработки текучих сред, входящих через по меньшей мере одно впускное отверстие и выходящих через выпускную трубку.
Настоящее изобретение основано, помимо прочего, на понимании автором изобретения того, что канал с резьбой и резьбовая сопрягаемая деталь на машине подвержены притягиванию или даже созданию посторонних включений во время эксплуатации, перевозки и обслуживания и поэтому должны быть изолированы от чистой стороны должным образом.
Настоящее изобретение обеспечивает это уплотнение посредством оснащения устройства для обработки текучей среды дополнительной выпускной трубкой, концентричной с каналом с резьбой, которая оснащена уплотняющей частью. Уплотняющая часть ориентирована наружу (т.е. она обращена наружу или вверх относительно выпускной трубки) и выполнена с возможностью зацепления с комплементарным элементом впускного отверстия объекта, который принимает указанные обработанные текучие среды. Таким образом, указанное впускное отверстие содержит цилиндр с наружной резьбой, на которую может быть навинчено устройство для обработки текучей среды, и с направленной внутрь внутренней уплотняющей поверхностью. Указанный цилиндр также называется "наконечник" в описании настоящего изобретения.
Уплотняющая часть, которая предпочтительно расположена в непосредственной близости от канала с резьбой, может представлять собой уплотняющую поверхность или уплотняющую компоновку, выполненную с возможностью зацепления с комплементарной поверхностью впускного отверстия объекта, который принимает указанные обработанные текучие среды.
Предпочтительно уплотняющая часть расположена между нижним концом резьбы, предусмотренной на выпускной трубке, и верхней поверхностью навинчиваемого устройства. После установки уплотняющая часть предпочтительно расположена в объеме над нижним концом комплементарной резьбовой поверхности машины.
Таким образом, благодаря наличию уплотнений и резьбы образуются две уплотненные границы раздела:
впускная граница раздела обеспечивается по меньшей мере одним впускным отверстием, удаленным в радиальном направлении от канала с резьбой, который уплотнен по периферии осевым уплотнением, окружающим по меньшей мере одно впускное отверстие, и по центру сцепленными резьбовыми поверхностями.
выпускная граница раздела обеспечивается выпускной трубкой, которая уплотнена по периферии уплотняющей поверхностью, обращенной наружу и/или вверх, которая зацепляется с соответствующей поверхностью впускного отверстия объекта, который принимает обработанные текучие среды.
Чтобы дополнительно обеспечить чистоту выпускной границы раздела, выпускная граница раздела предпочтительно защищена крышкой, когда устройство для обработки текучей среды не используется, в том числе до его первого использования. Крышка предпочтительно зацепляется с обеспечением уплотнения с ориентированной наружу уплотняющей частью выпускной трубки (описано ниже).
На фиг. 1-3 проиллюстрирована верхняя часть (содержащая верхнюю поверхность, образованную отражательной пластиной или накладкой 169, соединенной посредством шва с главной частью 160) первого варианта осуществления навинчиваемого картриджа фильтра для текучей среды или устройства 100 для обработки согласно настоящему изобретению, в поперечном разрезе, с последующими этапами зацепления. Без потери универсальности навинчиваемое устройство 100 для обработки текучей среды проиллюстрировано в качестве устройства в виде фильтра, содержащего картридж 150 фильтра; любые ссылки на картридж фильтра не предназначены для ограничения настоящего изобретения этим применением. Устройство 100 для обработки прикрепляется съемным образом к головке 200 фильтра (только частично проиллюстрированной на фиг. 1-3), как дополнительно описано ниже. Головка 200 фильтра содержит патрубок, образующий впускную трубку 210. Впускная трубка 210 имеет наружную поверхность с наружной резьбой 230 и внутреннюю поверхность 215/216. Внутренняя поверхность 215/216 образует уплотняющую поверхность для уплотнения с устройством 100 для обработки, описано ниже.
Выпускная трубка 110 образована в виде по существу цилиндрической трубки, предпочтительно выполненной из металла, стенка 115 которой в варианте осуществления по фиг. 1-3 закруглена на открытом верхнем конце 116.
Впускные отверстия 120 расположены вокруг канала 130 с резьбой и находятся в сообщении по текучей среде с "грязной стороной" внутренней части устройства. Эта впускная зона изолирована по периферии осевым уплотнением 125.
Накладка 169 дополнительно содержит наклоненную внутрь секцию, проходящую от плоской части к опущенной части 140. Опущенная часть 140 в этом варианте осуществления является смежной с центральным каналом 130.
В проиллюстрированном варианте осуществления впускные отверстия 120 расположены в наклоненной внутрь секции, которая заканчивается в опущенной части 140 верхней поверхности. Внутри корпуса фильтрующий элемент содержит среду для обработки (например, фильтрующая набивка 151 прижимается к этой опущенной части 140 под воздействием упругого элемента (не проиллюстрировано), прилагающего усилие, направленное вверх (со ссылкой на элементы, определенные на фиг. 19, упругий элемент, как правило, будет представлять собой пружину, расположенную в корпусе 160 между нижней частью 165 корпуса 160 и нижней поверхностью или торцевой крышкой 155 фильтрующего элемента 150).
На фиг. 1 канал 130 с резьбой не находится в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины.
На фиг. 2 канал 130 с резьбой находится частично в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины. Стенка 115 по существу цилиндрической трубки 110 может входить в зацепление с помощью трения с внутренней поверхностью 215 впускной трубки 210 машины, таким образом образуя начальное радиальное уплотнение 115+215. Использование термина "радиальное уплотнение" подразумевает включение уплотнительных поверхностей, проходящих в направлении (направлениях), параллельном продольной оси картриджа фильтра (например, поверхность, проходящая вдоль цилиндрической поверхности, выровненная по оси с продольной осью). В показанном примере радиальное уплотнение представляет собой направленное наружу радиальное уплотнение. Использование термина "направленный наружу" подразумевает включение уплотнительных поверхностей, которые обращены в сторону от продольной оси картриджа фильтра. Альтернативно может присутствовать небольшой зазор между стенкой 115 по существу цилиндрической трубки 110 и внутренней поверхностью 215 впускной трубки 210 машины, в этом случае уплотнение полностью образовано поверхностями 116 и 216, как описано выше.
На фиг. 3 канал 130 с резьбой находится частично в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины. Закругленный верхний конец 116 прижимается к сужающейся (конической) части 216 впускной трубки 210 машины, таким образом образуя надежное уплотнение 116+216, ориентированное наружу и/или вверх. Осевое усилие, необходимое для получения правильного уплотнения, обеспечивается вышеупомянутым упругим элементом, который прилагает усилие, направленное вверх, к картриджу 150, содержащему среду 151 для обработки. Как можно видеть на фиг. 3, на этом уровне зацепления резьбовых поверхностей торцевая крышка 159 фильтрующего элемента 150 больше не контактирует с углублением 140 накладки 169 корпуса 160; таким образом, на самом деле именно уплотняющая поверхность 216, а не углубление 140 накладки 169 корпуса 160, противодействует усилию упругого элемента.
В этом варианте осуществления уплотняющая поверхность 216 представляет собой наклоненную внутрь поверхность. Она может иметь разные формы в других вариантах осуществления, как описано ниже.
Следовательно, чистая сторона устройства 100 для обработки текучей среды полностью изолирована от резьбового участка 130/230, который наиболее склонен к удерживанию посторонних включений.
Выпускная трубка 110 и/или соответствующая впускная трубка 210 машины могут иметь такую форму, чтобы обеспечивать возможность автоматического выравнивания соответствующих осей во время зацепления, например, предпочтительно образуя первый контакт, например, предпочтительно перед зацеплением резьбы, например, обеспечивая сужающуюся верхнюю часть (скос) выпускной трубки 110 и/или соответствующую сужающуюся с внутренней стороны нижнюю часть впускной трубки 210. Этот признак может, например, компенсировать начальную нестыковку, составляющую 1 мм или менее, предпочтительно 2 мм или менее и наиболее предпочтительно 3 мм или менее. Этот признак может предусматриваться на головках машины, предназначенных для размещения навинчиваемых элементов, безотносительно к другим признакам изобретений, описанных в данном документе.
На фиг. 4-6 проиллюстрирована верхняя часть (содержащая верхнюю поверхность, образованную накладкой 169, соединенной посредством шва с главной частью 160) второго варианта осуществления навинчиваемого устройства 100 для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению, в поперечном разрезе, выведенного из зацепления, находящегося частично в зацеплении и полностью находящегося в зацеплении соответственно.
Выпускная трубка 110 образована в виде по существу цилиндрической трубки, предпочтительно выполненной из пластмассы, стенка 115 которой сужается на открытом верхнем конце 116, чтобы образовывать поверхность, имеющую форму усеченного конуса.
Некоторое количество впускных отверстий 120 расположено вокруг канала 130 с резьбой и находится в сообщении по текучей среде с "грязной стороной" внутренней части устройства. Эта впускная зона изолирована по периферии осевым уплотнением 125.
Как и в описанном ранее варианте осуществления, фильтрующий элемент 150, содержащий фильтрующую набивку 151, прижимается к этой опущенной части 140 накладки 169 под воздействием упругого элемента (не проиллюстрировано), прилагающего усилие, направленное вверх (со ссылкой на элементы, определенные на фиг. 19, упругий элемент, как правило, будет представлять собой пружину, расположенную в корпусе 160 между нижней частью 165 корпуса 160 и нижней поверхностью 155 картриджа 150).
На фиг. 4 канал 130 с резьбой не находится в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью впускной трубки 210 машины. Проиллюстрированная часть устройства 100 для обработки текучей среды состоит из стандартной металлической торцевой крышки 159 и формованной пластмассовой детали 102, которая содержит выпускную трубку 110. Этот способ приспособления торца кожуха вызывает необходимость в дополнительном уплотнении для отделения грязной стороны от чистой стороны; это дополнительное уплотнение может иметь форму уплотнительного кольца 103.
Чтобы обеспечить правильное выравнивание пластмассовой детали 102 относительно накладки 169, содержащей канал 130 с резьбой, на пластмассовой детали 102 могут быть предусмотрены одна или несколько центрирующих канавок 104 для взаимодействия с одним или несколькими соответствующими направленными вниз выступами накладки 169.
На фиг. 5 канал 130 с резьбой находится частично в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины. Стенка 115 по существу цилиндрической трубки 110 находится в непосредственной близости к внутренней поверхности 215 впускной трубки 210 машины. Сужающийся верхний конец 116 контактирует с соответственно сужающейся (конической) частью 216 впускной трубки 210 машины, таким образом образуя начальное уплотнение 116+216, имеющее осевой и радиальный компоненты. В одном аспекте сужающийся верхний конец 116 может быть охарактеризован как определяющий наклонную уплотняющую поверхность, на которой конец верхнего конца 116 выровнен под неортогональным углом к продольной оси картриджа 100 фильтра. В показанном примере косой угол составляет приблизительно 42 градуса относительно продольной оси. Возможны другие углы.
На фиг. 6 канал 130 с резьбой находится частично в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины. Сужающийся верхний конец 116 прижимается к соответственно сужающейся (конической) части 216 впускной трубки 210 машины, тем самым образуя надежное уплотнение 116+216, имеющее осевой и радиальный компоненты. Осевое усилие, необходимое для получения правильного уплотнения, обеспечивается вышеупомянутым упругим элементом, который прилагает усилие, направленное вверх, к фильтрующему элементу 150. Как можно видеть на фиг. 6, на этом уровне зацепления резьбовых поверхностей торцевая крышка 159 больше не контактирует с опущенной частью 140 накладки 169 корпуса 160; таким образом, на самом деле именно уплотняющая поверхность 216, а не углубление 140 накладки 169 противодействует усилию упругого элемента.
Следовательно, чистая сторона устройства для обработки текучей среды полностью изолирована от резьбового участка 130/230, который наиболее склонен к удерживанию посторонних включений.
На фиг. 7-9 проиллюстрирована верхняя часть (содержащая верхнюю поверхность, образованную накладкой 169, соединенной посредством шва с главной частью 160) третьего варианта осуществления навинчиваемого устройства 100 для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению, в поперечном разрезе, выведенного из зацепления, находящегося частично в зацеплении и полностью находящегося в зацеплении, соответственно.
Выпускная трубка 110 образована в виде трубки, имеющей форму усеченного конуса, предпочтительно выполненной из пластмассы.
Некоторое количество впускных отверстий 120 расположено вокруг канала 130 с резьбой и находится в сообщении по текучей среде с "грязной стороной" внутренней части устройства. Эта впускная зона изолирована по периферии осевым уплотнением 125.
Как и в описанном ранее варианте осуществления, фильтрующий элемент 150, содержащий фильтрующую набивку 151, прижимается к этой опущенной части 140 накладки 169 под воздействием упругого элемента (не проиллюстрировано), прилагающего усилие, направленное вверх (со ссылкой на элементы, рассмотренные на фиг. 19, упругий элемент, как правило, будет представлять собой пружину, расположенную в корпусе 160 между нижней частью 165 корпуса 160 и нижней поверхностью 155 фильтрующего элемента 150).
На фиг. 7 канал 130 с резьбой не находится в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью впускной трубки 210 машины. Проиллюстрированная часть устройства 100 для обработки текучей среды состоит из торцевой крышки 159, имеющей угол для вмещения уплотнительного кольца 103, и детали 102, которая содержит выпускную трубку, которая прикреплена к торцевой крышке 159 посредством соединения с защелкиванием. Этот способ приспособления торца кожуха вызывает необходимость в дополнительном уплотнении для отделения грязной стороны от чистой стороны; это дополнительное уплотнение может иметь форму уплотнительного кольца 103.
Чтобы обеспечить правильное выравнивание пластмассовой детали 102 относительно накладки 169, содержащей канал 130 с резьбой, на пластмассовой детали 102 могут быть предусмотрены одна или несколько центрирующих канавок 104 для взаимодействия с одним или несколькими соответствующими направленными вниз выступами накладки 169. Вместо центрирующих канавок 104 могут предусматриваться другие подходящие средства, которые способствуют выравниванию пластмассовой детали 102 с накладкой 169.
На фиг. 8 канал 130 с резьбой находится частично в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины. Наклонная стенка 115 трубки, имеющей форму усеченного конуса, находится в непосредственной близости к соответственно наклонной внутренней поверхности 215 впускной трубки 210, машины, а верхняя кромка 116 трубки 110, имеющей форму усеченного конуса, находится в непосредственной близости к соответствующей поверхности 216 впускной трубки 210, тем самым образуя начальное уплотнение 115+215/116+216, имеющее осевой и радиальный компоненты.
На фиг. 9 канал 130 с резьбой находится частично в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины. Наклонная стенка 115 трубки, имеющей форму усеченного конуса, находится в непосредственной близости к соответственно наклонной внутренней поверхности 215 впускной трубки 210, машины, а верхняя кромка 116 трубки 110, имеющей форму усеченного конуса, прижимается к соответствующей поверхности 216 впускной трубки 210, тем самым образуя надежное уплотнение 115+215/116+216, имеющее осевой и радиальный компоненты. Осевое усилие, необходимое для получения правильного уплотнения, обеспечивается вышеупомянутым упругим элементом, который прилагает усилие, направленное вверх, к картриджу 150, содержащему среду 151 для обработки. Как можно видеть на фиг. 9, на этом уровне зацепления резьбовых поверхностей торцевая крышка 159 фильтрующего элемента 150 больше не контактирует с углублением 140 накладки 169 корпуса 160; таким образом, на самом деле именно уплотняющая поверхность 216, а не углубление 140 накладки 169 корпуса 160, противодействует усилию упругого элемента.
Следовательно, чистая сторона устройства 100 для обработки текучей среды полностью изолирована от резьбового участка 130/230, который наиболее склонен к удерживанию посторонних включений.
В этом варианте осуществления уплотняющая поверхность 216 находится на плоской поверхности под прямым углом к оставшейся части внутренней поверхности 215 патрубка или впускной трубки 210.
На фиг. 10-13 проиллюстрирована верхняя часть (содержащая верхнюю поверхность, соединенную посредством шва с главной частью) четвертого варианта осуществления навинчиваемого устройства 100 для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению, в поперечном разрезе, с последующими этапами зацепления.
Выпускная трубка 110 образована в виде по существу цилиндрической трубки, предпочтительно выполненной из пластмассы. Снаружи рубашки цилиндра предусмотрена канавка, которая вмещает уплотнительное кольцо 117.
Некоторое количество впускных отверстий 120 расположено вокруг канала 130 с резьбой и находится в сообщении по текучей среде с "грязной стороной" внутренней части устройства. Эта впускная зона изолирована по периферии осевым уплотнением 125.
Как и в описанном ранее варианте осуществления, фильтрующий элемент 150, содержащий фильтрующую набивку 151, прижимается к этой опущенной части 140 накладки 169 под воздействием упругого элемента (не проиллюстрировано), прилагающего усилие, направленное вверх (со ссылкой на элементы, определенные на фиг. 19, упругий элемент, как правило, будет представлять собой пружину, расположенную в корпусе 160 между нижней частью 165 корпуса 160 и нижней поверхностью 155 фильтрующего элемента 150).
На фиг. 10 канал 130 с резьбой не находится в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью впускной трубки 210 машины. Проиллюстрированная часть устройства 100 для обработки текучей среды состоит из торцевой крышки 159, имеющей угол для вмещения уплотнительного кольца 103, и детали 102, которая содержит выпускную трубку, которая прикреплена к торцевой крышке 159 посредством соединения с защелкиванием. Этот способ приспособления торцевой крышки вызывает необходимость в дополнительном уплотнении для отделения грязной стороны от чистой стороны; это дополнительное уплотнение может иметь форму уплотнительного кольца 103.
Чтобы обеспечить правильное выравнивание пластмассовой детали 102 относительно верхней поверхности, содержащей канал 130 с резьбой, на пластмассовой детали 102 могут быть предусмотрены одна или несколько центрирующих канавок 104 для взаимодействия с одним или несколькими соответствующими направленными вниз выступами верхней поверхности.
На фиг. 11 канал 130 с резьбой находится частично в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины. Уплотнительное кольцо 117 цилиндрической трубки прижато в радиальном направлении к внутренней поверхности 215 впускной трубки 210, машины, тем самым образуя начальное радиальное уплотнение 117+216
На фиг. 12 канал 130 с резьбой дополнительно находится в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины до точки, в которой нижняя впускная трубка 210 машины упирается в заплечик детали 102, которая содержит выпускную трубку. Любое дополнительное зацепление резьбовых поверхностей (т.е. дополнительные повороты навинчиваемого устройства, которые должны продолжаться до точки, в которой осевое уплотнение 125 достаточно сжато своей противодействующей поверхностью), приведет к прижатию нижней части впускной трубки 210 машины вниз на фильтрующем элементе 150.
На фиг. 13 канал 130 с резьбой находится полностью в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины. Уплотнительное кольцо 117 цилиндрической трубки продолжает прижиматься в радиальном направлении к внутренней поверхности 215 впускной трубки 210 машины, тем самым образуя надежное радиальное уплотнение 117+216. Следовательно, чистая сторона устройства для обработки текучей среды полностью изолирована от резьбового участка 130/230, который наиболее склонен к удерживанию посторонних включений. На этом уровне зацепления резьбовых поверхностей верх картриджа 150 больше не контактирует с углублением 140 верхней поверхности корпуса; таким образом, теперь нижняя часть впускной трубки 210 машины, а не углубление 140 верхней поверхности корпуса противодействует усилию упругого элемента.
На фиг. 14 и 15 показаны графические материалы в перспективе с частичным разрезом верхней части пятого варианта осуществления навинчиваемого узла 100 согласно настоящему изобретению, относящегося к типу, известному в отрасли торговли под названием "Duramax". Навинчиваемое устройство 100 для обработки текучей среды показано снятым с головки 200 фильтра, содержащей патрубок или впускную трубку 210.
Выпускная трубка 110 образована в виде по существу цилиндрической трубки, предпочтительно выполненной из металла. Снаружи рубашки цилиндра предусмотрена канавка, которая вмещает уплотнительное кольцо 117.
Некоторое количество впускных отверстий 120 расположено вокруг канала 130 с резьбой и находится в сообщении по текучей среде с "грязной стороной" внутренней части устройства. Эта впускная зона изолирована по периферии осевым уплотнением 125.
На фиг. 14 канал 130 с резьбой не находится в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины.
На фиг. 15 канал 130 с резьбой находится в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины до точки, в которой осевое уплотнение 125 сжимается противодействующей поверхностью головки машины. Уплотнительное кольцо 117 цилиндрической трубки прижато в радиальном направлении к внутренней поверхности 216 впускной трубки 210 машины, тем самым образуя надежное радиальное уплотнение 117+216. Следовательно, чистая сторона устройства для обработки текучей среды полностью изолирована от резьбового участка 130/230, который наиболее склонен к удерживанию посторонних включений.
Настоящее изобретение также относится к системе, содержащей машину, содержащую головку устройства для обработки и навинчиваемое устройство для обработки текучей среды; при этом указанное навинчиваемое устройство для обработки текучей среды содержит по существу цилиндрический корпус с верхней поверхностью, при этом указанная верхняя поверхность содержит расположенный по центру канал с внутренней резьбой, по меньшей мере одно впускное отверстие, удаленное в радиальном направлении от указанного канала с резьбой, и осевое уплотнение, окружающее указанное по меньшей мере одно впускное отверстие, при этом среда для обработки расположена внутри указанного корпуса для обработки текучих сред, входящих через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие и выходящих через указанную выпускную трубку; при этом указанная головка устройства для обработки содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие головки, выполненное с возможностью обеспечения сообщения по текучей среде с по меньшей мере одним впускным отверстием навинчиваемого устройства для обработки, и впускное отверстие головки, выполненное с возможностью обеспечения сообщения по текучей среде с выпускным отверстием навинчиваемого устройства для обработки, при этом указанное впускное отверстие головки предусмотрено в наконечнике с резьбовой наружной поверхностью, выполненной с возможностью зацепления с каналом с резьбой навинчиваемого устройства для обработки текучей среды; при этом выпускная трубка по меньшей мере частично расположена внутри указанного канала с резьбой в концентрическом положении; и при этом указанная выпускная трубка оснащена ориентированной наружу уплотняющей частью, выполненной с возможностью зацепления с комплементарным элементом впускного отверстия головки.
Навинчиваемое устройство для обработки текучей среды, используемое в вариантах осуществления системы согласно настоящему изобретению, может представлять собой навинчиваемое устройство для обработки текучей среды, как описано выше со ссылкой на фиг. 1-15, но не ограничено этим. Система согласно настоящему изобретению также может быть получена посредством оснащения головки машины известного типа и навинчиваемого устройства для обработки текучей среды известного типа подходящим переходником. Неограничивающий пример такого переходника проиллюстрирован на фиг. 16. Переходник может быть полусъемно установлен на головку машины или он может поставляться вместе с навинчиваемым устройством для обработки текучей среды известного типа.
Настоящее изобретение также относится к комплекту, содержащему навинчиваемое устройство для обработки текучей среды известного типа и деталь, подлежащую установке внутри канала с резьбой. Таким образом, комплект содержит навинчиваемое устройство для обработки текучей среды, содержащее по существу цилиндрический корпус с верхней поверхностью, при этом указанная верхняя поверхность содержит расположенный по центру канал с внутренней резьбой, по меньшей мере одно впускное отверстие, удаленное в радиальном направлении от указанного канала с резьбой, и осевое уплотнение, окружающее указанное по меньшей мере одно впускное отверстие, при этом среда для обработки расположена внутри указанного корпуса для обработки текучих сред, входящих через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие и выходящих через выпускное отверстие; и деталь 102, образующую выпускную трубку 110 с ориентированной наружу уплотняющей частью, выполненной с возможностью зацепления с комплементарным элементом впускного отверстия 210 объекта, который принимает указанные обработанные текучие среды; при этом указанная деталь 102 приспособлена для установки на указанное навинчиваемое устройство для обработки текучей среды так, чтобы указанная выпускная трубка 110 была по меньшей мере частично расположена внутри указанного канала 130 с резьбой в концентрическом положении и уплотненном сообщении по текучей среде с указанным выпускным отверстием. На фиг. 17 предоставлен чертеж в перспективе с частичным разрезом защелкивающейся детали 102, которая может быть предоставлена как часть такого комплекта для изготовления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению посредством установки детали на навинчиваемое устройство для обработки текучей среды известного типа. Для дополнительных подробностей относительно детали 102 дается ссылка на описание фиг. 1 13.
На фиг. 18 представлен схематический покомпонентный вид в перспективе фильтра в сборе, содержащего головку 200 фильтра, имеющего впускную трубку или патрубок 210, и картридж 100 фильтра. На фиг. 19 представлен соответствующий схематический вид в поперечном разрезе, показывающий картридж 100 фильтра, содержащий корпус, торцевую структурную единицу и внутренний фильтрующий элемент.
На фиг. 19 устройство 100 для обработки содержит корпус 160 с наружной стенкой. Наружная стенка представляет собой, как правило, тонкую металлическую стенку, но она может быть неметаллической. Наружная стенка образует окружающую стенку корпуса и закрытую нижнюю часть 165, которые вместе окружают внутренний объем. На конце корпуса 160 противоположно нижней части 165 находится накладка 169. Накладка 169 закрывает внутренний объем.
Возможно много вариантов осуществления. В одном показанном варианте осуществления накладка 169 содержит центральный канал 130 с внутренней резьбой. Размеры и исполнение центрального канала 130 дают возможность навинчивания на патрубок 210 с наружной резьбой головки 200 фильтра.
Компоновка впуска находится на расстоянии от центрального канала 130 в радиальном направлении. В показанном варианте осуществления компоновка впуска содержит множество впускных отверстий 120, окружающих центральный канал 130. Можно видеть, что как центральный канал 130, так и впускные отверстия 120 сообщаются по текучей среде с внутренним объемом.
Осевой уплотнительный элемент 125 расположен на накладке 169, окружающей компоновку впуска. Осевой уплотнительный элемент 125 образует направленное по оси уплотнение с головкой 200 фильтра, когда устройство 100 для обработки функционально соединено с головкой 200 фильтра. Осевой уплотнительный элемент 125 поддерживается плоской частью накладки 169.
По-прежнему ссылаясь на фиг. 19, устройство 100 для обработки содержит фильтрующий элемент 150, ориентированный во внутренний объем корпуса 160. Фильтрующий элемент 150 содержит трубчатую паковку 151 набивки, окружающую объем с чистой текучей средой. Как правило, паковка 151 набивки содержит складчатую набивку. Паковка 151 набивки скреплена с противоположными торцевыми крышками 155, 159 и проходит между ними.
Фильтрующий элемент 150 содержит выпускную трубку 110. Выпускная трубка 110 проходит в осевом направлении в сторону от оставшейся части фильтрующего элемента 150. Выпускная трубка 110 может представлять собой либо ту же самую структурную единицу (т.е. "выполнена как единое целое с"), что и накладка 169 (см. фиг. 2), либо может быть скреплена съемным образом с накладкой 169 (см., например, фиг. 5, 8 и 11). В случае скрепления съемным образом с накладкой 169 между ними находится дополнительный уплотнительный элемент, как дополнительно описано выше, помимо прочего, в контексте фиг. 4. Выпускная трубка 110 находится в сообщении по текучей среде с объемом с чистой текучей средой фильтрующего элемента 150. В случае функционального соединения с головкой 200 фильтра выпускная трубка 110 проходит в патрубок 210, причем наружная поверхность 116 выпускной трубки 110 и/или отдельно предусмотренный уплотняющий элемент 117 (такой как проиллюстрированное уплотнительное кольцо) образует уплотнение впритык между выпускной трубкой 110 и уплотняющей поверхностью 216 патрубка 210. Хотя верхний конец выпускной трубки 110 показан на фиг. 19 упирающимся в соответствующую поверхность патрубка 210 в полностью скрепленном положении навинчиваемого устройства для обработки текучей среды, такой упор не является обязательным и не обязательно образует осевое уплотнение, поскольку необходимое уплотнение выполняется посредством радиального зацепления 116/216 или 117/216.
На фиг. 20 и 21 показаны графические материалы в перспективе с частичным разрезом верхней части шестого варианта осуществления навинчиваемого узла 100 согласно настоящему изобретению, вариант типа "Duramax". Навинчиваемое устройство 100 для обработки текучей среды показано снятым с головки 200 фильтра, содержащей патрубок или впускную трубку 210.
Выпускная трубка 110 образована в виде по существу цилиндрической трубки, предпочтительно выполненной из металла. Снаружи рубашки цилиндра предусмотрена канавка, которая вмещает уплотнительное кольцо 117.
Некоторое количество впускных отверстий 120 расположено вокруг канала 130 с резьбой и находится в сообщении по текучей среде с "грязной стороной" внутренней части устройства. Эта впускная зона изолирована по периферии осевым уплотнением 125.
На фиг. 20 канал 130 с резьбой не находится в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины.
На фиг. 21 канал 130 с резьбой находится в зацеплении с резьбовой наружной поверхностью 230 впускной трубки 210 машины до точки, в которой осевое уплотнение 125 сжимается противодействующей поверхностью головки машины. Уплотнительное кольцо 117 цилиндрической трубки прижато в радиальном направлении к внутренней поверхности 216 впускной трубки 210 машины, тем самым образуя надежное радиальное уплотнение 117+216. Следовательно, чистая сторона устройства для обработки текучей среды полностью изолирована от резьбового участка 130/230, который наиболее склонен к удерживанию посторонних включений.
По сравнению с вариантом осуществления, показанном на фиг. 14 и 15, вариант осуществления по фиг. 20 и 21 содержит укороченную в осевом направлении резьбу на канале 130 с резьбой, что делает установку и снятие навинчиваемого устройства для обработки текучей среды более легкими и быстрыми. Резьба на канале 130 с резьбой не доходит полностью до верхней поверхности навинчиваемого устройства для обработки текучей среды (которое содержит осевое уплотнение 125), таким образом оставляя часть поверхности без резьбы. После установки навинчиваемого устройства для обработки текучей среды эта поверхность без резьбы плавно перемещается над элементом головки машины, который образует заплечик или фланец 218, который более подробно будет описан ниже.
Впускная трубка 210 патрубка, показанного на фиг. 21, имеет такую форму, чтобы обеспечивать автоматическое выравнивание соответствующей выпускной трубки 110 во время зацепления, предоставляя сужающуюся нижнюю часть впускной трубки 210, которая принимает сужающуюся верхнюю часть (скос) выпускной трубки 110. В проиллюстрированном случае это приводит к немного более узкой выпускной трубке 210, чем в варианте осуществления, показанном на фиг. 14 и 15.
Впускная трубка 210 патрубка, показанного на фиг. 21, имеет форму с заплечиком или фланцем 218, который предотвращает привинчивание любого элемента с внутренней резьбой (такого как канал 130 с резьбой) за пределы точки, в которой самая верхняя резьба упирается в заплечик или фланец 218. Элемент, образующий заплечик или фланец 218, может быть отлит как единое целое с впускной трубкой 210 головки или он может быть предоставлен как отдельная муфта, например, пластмассовая муфта, расположенная вокруг впускной трубки 210 головки долговременно. Подходящая конструкция навинчиваемого устройства для обработки текучей среды, которая должным образом учитывает вертикальное положение заплечика или фланца 218, обеспечивает условия для того, чтобы навинчиваемое устройство для обработки текучей среды могло быть привинчено на патрубок до точки, в которой резьбы должным образом зацепляются, и как резьба 117, так и 125, должным образом сжимаются перед тем, как верхняя резьба канала 130 с резьбой достигнет заплечика или фланца 218. Однако навинчиваемое устройство, которое не было сконструировано с конкретной геометрией патрубка (в частности, положением заплечика или фланца 218) подразумевает, вероятнее всего то, что оно не сможет быть установлено правильно; следовательно, заплечик или фланец 218 обеспечивает защиту от непреднамеренной установки несоответствующего навинчиваемого устройства, использование которого может повредить оборудование, которое рассчитано на функционирование соответствующего навинчиваемого устройства для обработки текучей среды. На обращенную радиально наружу часть элемента, образующего заплечик или фланец 218, могут преимущественно быть нанесены напечатанные или выгравированные надписи, указывающие на тип навинчиваемого устройства для обработки текучей среды, которое необходимо использовать, инструкции по монтажу, информация о производителе и/или другая информация.
Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что чистая сторона навинчиваемого устройства для обработки текучей среды является изолированной, после установки, от грязной стороны и наружного пространства посредством ориентированной наружу уплотняющей части 115,116, тем самым устраняя необходимость в резьбовом соединении для целей уплотнения. Соответственно, резьбовое соединение с уменьшенной по оси длиной может использоваться без ущерба качеству уплотнения. Когда, в дополнение, выпускная трубка 110 полностью расположена внутри канала 130 с резьбой или выступает из него только в незначительной степени, уменьшается вся рабочая высота. Это означает, что вертикальный зазор, необходимый для обеспечения возможности размещения навинчиваемого устройства для обработки текучей среды под головкой 200 фильтра с целью его навинчивания (или наоборот, вертикальный зазор, необходимый для обеспечения возможности отвинчивания и снятия навинчиваемого устройства для обработки текучей среды), меньше, чем был бы в традиционной навинчиваемой компоновке. Это является преимуществом в ситуациях, когда конструкция оборудования предоставляет только ограниченную величину пространства для рабочего зазора.
Тот факт, что настоящее изобретение не рассчитано на тесный контакт между витками канала 130 с резьбой и резьбового цилиндра впуска головки для изолирования чистой стороны от грязной стороны и наружного пространства, также делает доступными варианты конструкции для впускного цилиндра головки и канала 130 с резьбой, что в иных случаях не было бы доступно. В вариантах осуществления настоящего изобретения резьбовые элементы не являются непрерывными по окружности. В частности, рубашка резьбового цилиндра впускного канала машины может содержать прорези или канавки в осевом направлении или другие признаки, которые прерывают резьбовую структуру, не влияя на ее способность зацепляться с элементом с внутренней резьбой (в частности, каналом 130 с резьбой). Эти признаки могут использоваться для пометки конкретного углового положения, которое может быть подходящим для установки или работы определенных деталей или для передачи другой информации пользователю системы. Эти признаки могут дополнительно предотвращать или препятствовать использованию навинчиваемых устройств, не имеющих отношение к настоящему изобретению, в частности навинчиваемых устройств, не оснащенных выпускной трубкой 110, по меньшей мере частично расположенной внутри канала 130 с резьбой и оснащенной ориентированной наружу уплотняющей частью 115, 116.
На фиг. 22 устройство 100 для обработки содержит корпус 160 с наружной стенкой. Наружная стенка представляет собой, как правило, тонкую металлическую стенку, но она может быть неметаллической. Наружная стенка образует окружающую стенку корпуса и закрытую нижнюю часть 165, которые вместе окружают внутренний объем. На конце корпуса 160 противоположно нижней части 165 находится накладка 169. Накладка 169 закрывает внутренний объем.
Возможно много вариантов осуществления. В одном показанном варианте осуществления накладка 169 содержит центральный канал 130 с внутренней резьбой. Размеры и исполнение центрального канала 130 дают возможность навинчивания на патрубок 210 с наружной резьбой головки 200 фильтра. Резьба на канале 130 с резьбой не доходит полностью до верхней поверхности навинчиваемого устройства 100 для обработки текучей среды (которое содержит осевое уплотнение 125), таким образом оставляя часть поверхности без резьбы. После установки навинчиваемого устройства для обработки текучей среды эта поверхность без резьбы плавно перемещается над элементом головки машины, который образует заплечик или фланец 218, как описано выше.
Компоновка впуска находится на расстоянии от центрального канала 130 в радиальном направлении. В показанном варианте осуществления компоновка впуска содержит множество впускных отверстий 120, окружающих центральный канал 130. Можно видеть, что как центральный канал 130, так и впускные отверстия 120 сообщаются по текучей среде с внутренним объемом.
Осевой уплотнительный элемент 125 расположен на накладке 169, окружающей компоновку впуска. Осевой уплотнительный элемент 125 образует направленное по оси уплотнение с головкой 200 фильтра, когда устройство 100 для обработки функционально соединено с головкой 200 фильтра. Осевой уплотнительный элемент 125 поддерживается плоской частью накладки 169.
По-прежнему ссылаясь на фиг. 22, устройство 100 для обработки содержит фильтрующий элемент 150, ориентированный во внутренний объем корпуса 160. Для дополнительных подробностей относительно фильтрующего элемента 150 и его расположения внутри устройства 100 для обработки дается ссылка на описание фиг. 19 выше.
На фиг. 23-25 показано, как существующая головка 201 машины может быть приспособлена для использования в соответствии с настоящим изобретением, тем самым образуя эквивалент головки 200, как описано совместно с предыдущими фигурами. Этого можно достичь посредством замены стандартной вставки, которая образует горловину (цилиндр с наружной резьбой, не показан), на вставку 202, которая имеет признаки в соответствии с настоящим изобретением. В частности, вставка 202 содержит верхнюю резьбовую часть, выполненную с возможностью зацепления долговременно с головкой 201 машины, и нижнюю часть, которая образует впускной цилиндр 210 головки с наружной резьбой 230. Впускной цилиндр 210 головки содержит внутреннюю поверхность 215, выполненную с возможностью зацепления с обращенным наружу уплотнением выпускной трубки устройства для обработки текучей среды, как описано выше. Впускная трубка 210 патрубка, показанного на фиг. 23 25, имеет форму с заплечиком или фланцем 218, который предотвращает привинчивание любого элемента с внутренней резьбой (такого как канал 130 с резьбой) за пределы точки, в которой самая верхняя резьба упирается в заплечик или фланец 218.
Следует отметить, что диаметр впускного цилиндра 210 головки, как правило, больше, чем соответствующий диаметр стандартного (или существующего) наконечника, поскольку он должен вмещать внутри выпускную трубку навинчиваемого устройства для обработки текучей среды. Соответственно, варианты осуществления навинчиваемого устройства для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению будут содержать канал с резьбой, приспособленный под размер резьбы, например, M26, тогда как существующие навинчиваемые устройства будут иметь размер резьбы, например, М22.
На фиг. 26-28 проиллюстрирована верхняя часть (содержащая верхнюю поверхность, образованную отражательной пластиной / накладкой 169, соединенной посредством шва с главной частью 160) варианта осуществления навинчиваемого устройства 100 для обработки текучей среды согласно настоящему изобретению, в поперечном разрезе, выведенного из зацепления, полностью находящегося в зацеплении и в промежуточном положении до полного выравнивания соответственно.
В одном аспекте выпускная трубка 110 образована в виде трубчатой конструкции, предпочтительно выполненной из пластмассы, стенка 115 которой сужается на открытом верхнем конце 116, чтобы образовывать поверхность, имеющую форму усеченного конуса. В одном аспекте сужающаяся или имеющая форму усеченного конуса боковая стенка 115 проходит в осевом направлении за пределы наиболее дальнего конца канала 130 с резьбой так, что боковая стенка 115 может выполнять функцию выравнивающего элемента с впускной трубкой 210 машины. Такая конфигурация обеспечивает возможность более легкого выравнивания канала 130 с резьбой устройства 100 для обработки с наружной резьбой 230 головки 200 и навинчивания на нее. Как лучше всего показано на фиг. 28, даже если устройство 100 для обработки поначалу не выровнено с головкой 200, сужающаяся боковая стенка 115 направит устройство 100 для обработки в центрованное положение посредством взаимодействия с наклонной внутренней поверхностью 215 впускной трубки 210 машины перед выполнением зацепляющего контакта между резьбой. На фиг. 27 показано состояние, в котором канал 130 с резьбой и наружная резьба были введены в зацепление после того, как боковая стенка 115 выполнила эту функцию выравнивания. Следует отметить, что боковая стенка 115 может иметь криволинейную или закругленную форму (например, форму усеченного купола), при этом внутренняя поверхность 215 может также иметь криволинейную или закругленную форму.
Как упомянуто ранее для других вариантов осуществления, конструкция, раскрытая на фиг. 26-28, также функционирует таким образом, чтобы изолировать резьбовое соединение 130+230 от чистой стороны устройства 100 для обработки за счет действия уплотнения (например, уплотнения 117, воздействующего на поверхность 216). Поскольку боковая стенка 115 проходит за пределы канала 130 с резьбой, боковая стенка 115 заведомо вставляется во впускную трубку 210 перед зацеплением резьбы 130, 230. Таким образом, выравнивающий элемент, обеспечиваемый боковой стенкой 115, дополнительно улучшает функцию изоляции уплотнения 117 и дополнительно обеспечивает условия для того, чтобы любые бороздки на резьбе 130, 230, которые могут сместиться во время операции навинчивания, были лишены возможности захода на чистую сторону устройства 100 для обработки.
Ссылаясь на фиг. 26, можно видеть, что впускная трубка 210 выступает на высоту HI за пределы лицевой стороны машины 200, в отношении которой уплотнение 125 образует уплотнение. Учитывая конфигурацию, показанную на фиг. 26-28, эта высота может быть значительно уменьшена по сравнению с некоторыми системами известного уровня техники, которые содержат выравнивающий элемент, связанный с головкой 200. Например, HI может составлять всего лишь 17 мм, в то время как некоторые системы известного уровня техники нуждаются в высоте приблизительно 25 мм для картриджа 100 и головки 200 с подобными размерами.
Ссылаясь на фиг. 29, представлена альтернатива конфигурации, показанной на фиг. 26-28, при этом выпускная трубка 110 является по существу такой же, как та, что показана на фиг. 26-28, но при этом уплотняющий элемент 117 и окружающая канавка, принимающая уплотняющий элемент 117, исключены. В связи с этим в представленной конфигурации выпускная трубка 110 выполнена без возможности обеспечения уплотняющей функции между выпускной трубкой 110 и впускной трубкой 210. Даже в этом случае сужающаяся или имеющая форму усеченного конуса боковая стенка 115 по-прежнему проходит в осевом направлении за пределы наиболее дальнего конца канала 130 с резьбой так, что боковая стенка 115 может выполнять функцию выравнивающего элемента с впускной трубкой 210 машины. Таким образом, специалисту в данной области техники будет понятно благодаря описанию, включенному в контекст настоящего документа, что выпускная трубка 110 может быть выборочно выполнена с возможностью: (1) только образования выравнивающего элемента, взаимодействующего с впускной трубкой 210, без включения уплотняющего элемента для образования уплотнения с впускной трубкой 210; (2) включения лишь уплотняющего элемента для образования уплотнения с впускной трубкой 210 без образования выравнивающего элемента, взаимодействующего с впускной трубкой 210; или (3) включения как уплотняющего элемента для образования уплотнения с впускной трубкой 210, так и включения выравнивающего элемента, взаимодействующего с впускной трубкой 210. Способ установки навинчиваемого картриджа фильтра на головку фильтра может использовать вышеупомянутые варианты осуществления. Способ включает предоставление головки 200 фильтра, содержащего патрубок 210 с наружной резьбой; при этом патрубок содержит направленную внутрь уплотняющую поверхность 216. Предоставляется картридж 100 фильтра, как разнообразно описано выше, содержащий корпус 160, удерживающий фильтрующий элемент 150. Корпус 160 содержит накладку 169 с центральным каналом 130 с направленной внутрь резьбой; фильтрующий элемент 150 содержит выпускную трубку 110. Способ включает соединение картриджа 100 фильтра с головкой 200 фильтра резьбовым сопряжением внутренней резьбы центрального канала 130 и наружной резьбы патрубка 210; направление выпускной трубки 110 в патрубок 210; и образование уплотнения 116+216 впритык между выпускной трубкой 110 и внутренней поверхностью патрубка 210. Способ может дополнительно включать выравнивание центрального канала 130 картриджа фильтра с резьбовым патрубком головки фильтра с выпускной трубкой 110 до этапов навинчивания картриджа фильтра на головку и образования уплотнения 116+216 (или 117+216).
Описанное выше предусматривает иллюстративные принципы. С использованием этих принципов можно выполнить много вариантов осуществления.