含多種濾質的可更換過濾件和相關過濾系統、工藝及方法

專利名稱：含多種濾質的可更換過濾件和相關過濾系統、工藝及方法
技術領域：
本技術領域總體涉及流體過濾器，以及用一個或多個過濾器從流 體去除不需要的顆粒和/或水的方法和系統。
背景技術：
內燃機的燃料噴射系統(例如柴油發動機的高壓共軌燃料噴射系 統)易于受到燃料污染物的影響，燃料污染物包括大約4-6微米的顆粒 和其它顆粒，例如可能存在于燃料中的具有各種相和成分的更大和更 小的顆粒。仍然有尚未滿足的減少或消除這些和其它燃料污染物的需 要。

發明內容
一個實施例是包含外過濾介質和內過濾介質的過濾元件。外過濾 介質可用于去除存在于流體流中的大部分顆粒。內過濾元件用于從經 過外過濾介質的流體流去除較細顆粒。另外，外過濾介質和內過濾介 質包括多層過濾介質。其它實施例包括與燃料過濾器和過濾相關的獨 特設備、裝置、系統和方法。本申請進一步的實施例、形式、目的、 特征、優點、方面和益處將從包括在本申請中的詳細說明和附圖中變 得顯而易見。


圖1是包括內燃機系統的車輛的側視圖，所述內燃機系統具有燃 料供給系統。
圖2是代表性燃料供給系統的圖示。圖3是代表性過濾元件或濾筒的剖視圖。
圖4是包括圖3所示過濾筒的代表性過濾器的剖視圖。
圖5是代表性過濾器的上部的剖視圖。
圖6是過濾筒的一部分的透視圖。
圖7是圖6所示過濾筒的上部的剖視圖。
圖8是代表性過濾器的剖視圖。
圖9是另一代表性過濾筒的剖視圖。
圖IO是另一代表性過濾筒的剖視圖。
圖11是圖IO所示過濾筒的一部分的剖視圖。
具體實施例方式
為了促進對本發明原理的理解，現在將參照附圖中圖示的實施例 并且使用詳盡的語言來描述所述實施例。然而，應當理解，由此并不 是要限制本發明的范圍，本發明所屬領域的技術人員通常會預想到在 所示裝置中的改造和進一步的改進，以及對本文所示的本發明原理的 進一步的應用。
參照圖1，其中圖示了包括乘客室/駕駛室102的示范性車輛100。 如圖1所示，車輛IOO是半拖車，但也可以替代地是多種其它車輛中 的任一種，例如輕型、中型或重型載貨卡車，客車、轎車、運動型多 用途車、大客車，或者農場或工業裝備。在其它實施例中，車輛100 可以是海上運輸工具或航空運輸工具。車輛102包括燃料箱104和包 括發動機108的動力/推進裝置106。另外，系統106包括連接到燃料 箱104以向發動機108提供燃料的燃料供給系統110。流體管道、導管 112或其它流體通道將燃料箱104連接到燃料供給系統110。發動機108 優選是往復活塞式發動機，其構造成用于壓縮點火和直接噴射或者端 口噴射式柴油燃料供給。在其它實施例中，發動機108可以是另一種 發動機或動力裝置。
參照圖2，燃料供給系統110包括第一液體過濾子系統150、流體 或燃料泵152、以及第二液體過濾子系統154。第一液體過濾子系統150 位于燃料泵152的吸入側，第二液體過濾子系統154位于燃料泵152 的壓力側。過濾子系統150、 154提供防止泵磨損、噴射器堵塞、過早 的發動機磨損并且能夠提高燃料效率的清潔的過濾燃料。第一液體過濾子系統150包括第一組過濾組件156，第二液體過濾子系統154包括 第二組過濾組件158。應當了解，系統110和子系統150、 154是示例 性的，在各個實施例中能想到多種其它系統和子系統。在一些實施例 中，可以使用僅僅一個過濾子系統150、 154，所述過濾子系統150、 154具有本文公開的一個過濾器。
燃料箱104與第一液體過濾子系統150流體連通。止回閥160優選 位于燃料箱104和過濾組件156之間的流路中。 一旦燃料離開燃料箱 104并進入第一液體過濾子系統150,止回閥160就防止燃料流回到燃 料箱104中。第一液體過濾子系統150位于燃料泵152的吸入側。過濾 組件156能夠在污染物進入泵152之前從燃料去除所述污染物。過濾 組件156按并聯流體流路的構造來連接。雖然以并聯流體流路構造進 行了圖示，但是在替代布置中，過濾組件156可以按串聯流路構造來 連接。
由燃料系統IIO提供給發動機108的燃料通常包括一些不良成分 或污染物。這類成分通常包括顆粒物質、水、微生物和/或其它類型的 污染物。為了去除這些成分，液體過濾組件150、 154被包括在燃料系 統110中。如下面詳細所述的，過濾組件156、 158包括殼體200，殼 體200限定用于接收燃料的內部空間202;以及，位于內部空間202 內用于從燃料過濾成分的至少一個過濾元件250 (參見圖3)。本文公 開的過濾元件250可用于多種系統，包括但不限于在美國專利 No.6，939，464中公開的系統，在此通過引用將該專利的整體內容并入本 文。
至少一個過濾組件156可包括燃料水分("WIF")傳感器162。 WIF傳感器162位于過濾組件156的下部并且用于檢測由至少一個過 濾組件(例如組件156)從燃料分離的水。在過濾組件156收集預定量 的水后，WIF傳感器162產生發送到發動機控制單元(未示出)的信 號。然后，發動機控制單元可產生指示過濾組件156需要進行更換、 維修或排放的信號，例如點亮車輛100的駕駛室中的燈。在一個替代 實施例中，過濾組件156自動地排放過濾組件156收集的水。
第一過濾子組件150還包括與過濾組件156流體連通的電起動注 油和起動輔助泵164。起動注油和起動輔助泵164位于燃料泵152的輸 入端和過濾組件156的輸出端之間。起動注油和起動輔助泵164用于
10通過在發動機起動期間供應燃料來幫助起動注油和起動發動機108。如 圖所示，止回閥166在起動注油和起動輔助泵164的輸入端和起動注 油和起動輔助泵164的輸出端之間流體連通。止回閥166在發動機108 不運行時防止燃料通過過濾組件156的輸出端再次進入過濾組件156。
燃料泵152與第一止回閥168和第二止回閥170流體連通。如果壓 力上升到預定水平以上，那么第一止回閥168可用于將燃料釋放到燃 料泵152的吸入側中。如果發動機108不運行，那么第二止回閥170 可用于防止燃料離開或脫離第二過濾子系統154。在不同實施例中可以 采用多種不同的燃料泵。壓力傳感器171在第二過濾子組件154的輸 入端之前位于燃料泵152的輸出端的下游。壓力傳感器171監測燃料 脫離燃料泵152時所述燃料的壓力，并且產生發送到發動機控制單元 的指示所述燃料的信號。
燃料泵152的輸出端(常稱作壓力側)與第二過濾子組件154的 輸入端流體連通。第二過濾子組件154優選設計成比第一過濾子組件 150耐受更高的壓力。在一些實施例中，第一和第二過濾子組件154提 供顆粒過濾并且能夠從燃料除水。第二過濾子組件154可包括框架部 172，該框架部172牢固地將過濾組件158的殼體200保持到車輛102。 在一種形式中，第二過濾子組件154可放置在發動機振動隔離系統174 中，在2006年4月14日提交的題為"Vibration Isolated Fuel Filter Head"的美國臨時專利申請No.60/744，895中披露了這種發動機振動隔 離系統174,在此通過引用將該專利的整體公開內容并入本文。如該專 利文中所述的，發動機振動隔離系統174相當大地減少或消除可能不 利地影響第二過濾子組件154的運轉的振動。
在脫離第二過濾子組件154后，燃料進入將燃料供應給發動機108 的高壓共軌系統176。溫度傳感器178與笫二過濾子組件154的出口流 體連通。溫度傳感器178用于測量燃料進入共軌系統176之前所述燃 料的溫度。止回閥180與第二過濾子組件154的出口流體連通。如果 燃料管路中的壓力上升到預定水平以上，那么止回閥180就用于釋放 燃料。由止回閥釋放的燃料返回到燃料箱104。雖然在過濾燃料方面描 述了本文公開的過濾器和過濾元件，但是應當了解，其它類型的流體， 例如潤滑劑，也可被過濾器和過濾元件過濾。
參照圖3，示出了代表性的可更換過濾元件或濾筒250，所述過濾元件或濾筒250被封裝或安置在圖2所示的第一和/或第二過濾子組件150、 154的殼體200內。過濾元件250包括第一或外過濾介質級252，以及與外過濾介質級252徑向間隔的第二或內過濾介質級254。外過濾
延伸。如圖所示，外過濾介質級252的豎直長度比內過濾介質級254的豎直長度長。在一種形式中，外過濾介質級252和內過濾介質級254包括多層過濾介質。使用多層過濾介質改進了顆粒過濾效率。
根據一個優選實施例，外過濾介質級252的上部260固接到上端蓋256的下表面262，外過濾介質級252的下部264固接到下端蓋258的下表面266。而且，內過濾介質級254的上部268固接到上端蓋256的第二下表面270，內過濾介質級254的下部274固接到下端蓋258的第二下表面274。內過濾介質級254的長度或高度小于外過濾介質級252的長度或高度。
外過濾介質級252、內過濾介質級254、上端蓋256和下端蓋258大體為圓筒形形狀，但是可以預想到其它形狀。外過濾介質級252和內過濾介質級254可以按多種方式固定到端蓋256、 258，包括但不限于嵌入、使用粘合劑的灌封，或者聲波焊接或熱焊接。中心管276可連接至內過濾介質級254的內徑278。中心管276沿著內過濾介質級254的長度延伸，但是可以短于內過濾介質級254的長度。中心管276包括允許流體流入由中心管276限定的內流體室281的多個孔279。外過濾介質級252的內表面區域也可與第二中心管277對準或連接，該第二中心管277大體設計成與第一中心管276相同。在替代形式中，也可以不包括中心管276。
下端蓋258包括下基部280和上基部282。外過濾介質級252的下部264緊固于下端蓋258的下基部280。內過濾介質級254的下部272緊固于下端蓋258的上基部282。下基部280包括從下端蓋258的外緣286向上突出的外凸緣284。下端蓋258的上基部282包括從上基部282的外緣290向上突出的一段短距離的第二外凸緣288。第二外凸緣288保持內過濾介質級254與外過濾介質級252分離，使得在兩個相應過濾介質級252、 254之間形成間隙294。下端蓋258可以按整體件或兩件式的方式來制造。
在一種形式中，使用如下材料形成外過濾介質級252和內過濾介質級254:所述材料被選擇用來通過相對于所述材料下游的過濾燃料捕集或包含一種或多種不良成分或顆粒，從而去除所述不良成分或顆粒。此外，外過濾介質級252和內過濾介質級254優選由多層顆粒捕集材料形成。這樣，外過濾介質級252和內過濾介質級254包括多層過濾介質。在另一種形式中，外過濾介質級252和內過濾介質級254包括熔噴介質、空氣沉降介質、水分沉降介質、編織介質或非編織介質、膜介質、或者一種或多種介質的合成混合物。
外過濾介質級252是可用于從燃料流去除或捕獲有害污染物或顆粒的多層過濾介質級。外過濾介質級252可以大于或厚于內過濾介質級254，并且設計成使得在操作期間負責捕獲大部分有害顆粒。具體地，在一種形式中，外過濾介質級252被設計成捕獲包含在燃料流中的較大顆粒。內過濾介質級254也可用于從燃料流去除或捕獲有害污染物或顆粒。在一種形式中，內過濾介質級254包含多層過濾介質，所述多層過濾介質被設計成去除可能不會被外過濾介質級252捕獲或去除的較小污染物或顆粒。這樣，在一種形式中，外過濾介質級252通過捕獲較大尺寸的顆粒來去除大部分污染物，內過濾介質級254去除可經過外過濾介質級252的較細污染物。
在另一種形式中，外過濾介質級252包括可用于將較小水滴聚結成較大水滴的聚結過濾介質。外過濾介質級252被設計成承受高壓，并且通過使用聚結介質作為過濾介質而使包含在流經所述外過濾介質級252的流體中的水滴融合。聚結過濾介質促使包含在燃料中的自由水和乳化水形成較大液滴。外過濾介質級252優選利用液-液聚結的實施方式來將包含在其中的任何水融合成較大水滴。燃料趨向于上升，水滴趨向于下落，從而提供清潔的燃料給發動機108。聚結過濾介質可基于纖維素、纖維素/玻璃組合物、熔噴介質、空氣沉降介質、水分沉降介質、編織介質、非編織介質、膜介質、或者一種或多種上述介質的合成混合物。應當了解，外過濾介質級252和內過濾介質級254也過濾來自燃料流的顆粒。
引入到過濾元件250中的燃料經過外過濾介質級252的外表面253。當燃料穿過外過濾介質級252時，水滴優選通過聚結而合并變為較大水滴。另外，燃料中的污染物也被外過濾介質級252捕獲。當燃料和水滴通過外過濾介質級252的內表面區域255離開時，水滴與燃料分離并朝過濾元件250的底部向下流動。燃料或流體繼續流向內過濾介質級254，水下沉或向下流至間隙294的底部。
在一種形式中，下端板258包括允許水流出過濾元件250的孔或通道。間隙294存在于外過濾介質級252和內過濾介質級254之間，使
得通過允許微粒例如由于微粒間的力和相互作用以及其它例如重力這樣的力和與其它表面的相互作用而進一步聚結，從而輔助分離水與燃
料。在一種形式中，外聚結過濾介質252包括多層過濾介質。
在另一種形式中，內過濾介質級254包括從燃料流去除、吸附或分離可能不會流向間隙294的下表面的任何水滴的吸水介質、脫水介質或聚水介質。另外，內過濾介質級254包括能夠從流體流或燃料流去除顆粒的顆粒過濾介質。當流體經過內過濾介質級254時，吸水介質捕獲水滴，從而例如通過毛細傳送作用或通過表面流或通過這些方式的組合和/或其它方式來從燃料流去除水滴。在一種形式中，過濾介質級254的外表面可以涂有或含有防水劑，或者可以具有疏水性，這進一步促使水朝過濾元件250的底部運動通過間隙294。這樣，應當了解，外過濾介質級252可促使水滴從燃料流聚結出來。
水滴朝過濾元件250的下表面運動，燃料流動通過內過濾介質級254。在另一種形式中，分離器可具有過濾介質級254的疏水外表面，該疏水外表面具有至少一個下游吸收層，例如包含吸水聚合物等的過濾介質層。在該形式中，經過過濾介質級254的疏水外表面的水將被吸水層吸附，使得吸水層膨脹并增加過濾器的限制。當水量和對應的壓降變高時，通向發動機的流動被限制，發動機停止運行，從而保護
發動機不受水的有害作用的影響。在另一種形式中，內過濾介質254包括多層過濾介質，該多層過濾介質包括組合在一起形成脫水介質254的多個過濾介質層。在另一種形式中，內過濾介質254包括多層過濾介質，該多層過濾介質包括組合在一起形成脫水介質254的多個過濾介質層，從而捕獲經過外過濾介質級252和間隙294的水滴并使所述水滴聚結成能通過沉降作用或通過下游分離器254來去除的較大水滴。在該情況中，過濾介質級254的外表面可以是疏水的，從而進一步促使較大水滴朝過濾元件250的底部運動通過間隙294,并且該過濾介質級254的外表面可緊接隨后的疏水層或親水層以提高聚結性。
在又一種代表性形式中，內過濾介質級254包括用于聚結可經過外過濾介質級252和間隙294的水的聚結過濾介質。這樣，在該形式中，外過濾介質級252和內過濾介質級254包括聚水級，或者換句話i兌，過濾元件250包括雙聚結級。在其它形式中，外過濾介質級252可包括顆粒去除過濾介質，內過濾介質級254可包括聚結過濾介質。聚結的水將向下行進，流體或燃料在進入流體室281之前將向上行進。這祥，無水的清潔流體或燃料將進入在下游待使用的流體室281。如同前述的形式，除了使水聚結之外，外過濾介質級252和內過濾介質級254也捕獲顆粒。
本文公開的所有實施例都可包括用于聚結水、吸附水、分離水和/或捕獲顆粒物質的過濾介質級。具體地，由于外過濾介質級252和內過濾介質級254具有多個過濾介質層，因此外過濾介質級252和內過濾介質級254可聚結水、吸附聚結的水、分離水、以及捕獲顆粒。過濾介質級252、 254的每一層都可設計成執行不同的功能。
參照圖3和圖4，所繪制的過濾器300包括過濾元件250。過濾器300包括封裝過濾元件250的外殼或殼體302。外殼302的上部304包括外密封件306、螺帽板308、以及內密封件310。密封件306、 310和螺帽板308具有大體圓筒形形狀。內密封件310固接到上端板256的上表面312。內密封件310包括L形節段314，該L形節段314與上端板256的L形節段316配合。
螺帽板308包括從基部320的中心軸線向上突出的內圃筒狀螺紋段318。螺紋段318包括內螺紋部322。螺帽板308的外翼部324從基部320向上且向外延伸到外殼302的內壁326。外殼302可包括由各種組分制造的永久殼體或可拆卸式殼體。凸緣328從翼部324的端部向上突出。外殼302的上部330環繞凸緣328的上部以將外殼302緊固到翼部324的凸緣328。
外密封件306連接到外殼302的外部上緣332，并且包括與螺帽板308的內緣336相連的向下延伸的節段334。外密封件306將過濾器300密封至燃料供給系統110的流路中的相應的外螺紋連接器(未示出)。內密封件310在端蓋256和螺帽板308之間提供不透流體的密封。
翼部324包括周向地環繞翼部324布置的多個孔338。在運轉時，燃料通過孔338進入外過濾介質級252。然后，燃料前進通過外過濾介質級252的外表面。然后，燃料離開外過濾介質級252并進入間隙294，
15在間隙294中，通過聚結介質形成的水滴向下運動，而燃料向上運動。然后，燃料進入內過濾介質級254,在這里，優選從燃料流消除任何剩余的水。
返回參照圖3，過濾元件250的上端蓋256包括具有內徑342和外徑344的上表面340。上端蓋256的外緣346包括從外緣346向下突出預定距離的第一凸緣348。凸緣348將外過濾介質級252的外緣350的一部分緊固在第一凸緣348內。上端蓋256的內節段352從上端蓋256的內緣354向下延伸到基部356，優選形成內連接室358。
內節段352還包括向下延伸的節段359，該節段359形成緊固于內過濾介質級254的外表面296的凸緣。第二凸緣360位于基部356的內緣362處，并且從內緣362向下延伸。笫二凸緣360將內過濾介質級254的上部268固定就位，并且與內過濾介質級254的內緣364相連。第二凸緣360限定通向流體室281的孔或開口。外凸緣348、向下延伸的節段359、和內凸緣360形成U形固定架，所述U形固定架與關于下端蓋258所示的U形固定架相同或相似。如圖所示，U形固定架固接于過濾介質252、 254的相應端部。雖然在優選實施例中7>開了 U形固定架，但是所述固定架在其它實施例中可具有其它形狀。
參照圖5-8，在另一種形式中，上端蓋256包括外凸緣400和上表面426。凸緣400緊固于外過濾介質級252的外表面401。具有圓筒形外壁404的基蓋構件402以及基部406連接于內過濾介質級254的上表面408。基蓋構件402包括內凸緣410,圓筒形外壁404的下部412限定緊固于內過濾介質級254的側面416的外凸緣414。內凸緣410限定通向流體室281的開口 417。
具有向下延伸的凸緣420、中間部422和向上延伸的凸緣424的上蓋構件418連接到上端蓋256的上表面426。向下延伸的凸緣420從中間部422的邊緣向下延伸并且緊固于基蓋構件402的外壁404的上部的內表面。內端蓋構件418可用多種方法連接到基蓋構件402的上表面426和外壁404，所述方法包括但不限于嵌入、使用粘合劑的灌封、或者聲波焊接或熱焊接。圓筒形密封件428固接到凸緣420的下部430,凸緣420向下延伸到基蓋構件402的基部406。
螺帽板308與上蓋構件418的上凸緣424相連。外翼324的下部434和基部320的下部436固接到上蓋構件418。向上延伸的凸緣424和基部320可與內端蓋構件418以多種方法相連，包括但不限于嵌 入、使用粘合劑的灌封、或者熱焊接或聲波焊接。外翼324的外緣438 與外殼302的內表面441相連。外緣438將端蓋256定位，使得在凸緣 400和外殼302之間形成流路440。這樣，在運轉時，燃料進入螺帽板 308的孔338，流入流體室442中，在流體室442，燃料通過流路440 被引導至外過濾介質級252。
返回參照圖4，外殼302的下部380包括定位在外殼302的內部空 間384內的彈簧382。彈簧382與外殼302的內表面386和下基部390 的下表面388相連。彈簧382對下基部390的下表面388施加向上力， 從而將端板256壓到上蓋構件418上，將上蓋構件418壓到螺帽板308 上，將螺帽板308壓到外殼302的彎曲部上。這進一步幫助將所有的 相應部件或元件固接在一起。
同時參照圖6和圖7，進一步詳細示出圖5所示過濾元件250的一 部分。基蓋構件402與內過濾介質級254的上表面408相連。基蓋構件 402包括相對的凸緣410、 414，所述凸緣410、 414從基蓋構件402的 基部406的外緣和內緣向下延伸。基蓋構件402還包括向上延伸的節 段404，該節段404從基部406的外緣412豎直向上延伸。凸緣414將 內過濾介質級254的外緣緊固于基蓋構件402。基部406、外凸緣414 和內凸緣410形成U形固定架，所述U形固定架將基蓋構件402緊固 到內過濾介質級254的上部。
基蓋構件402的向上延伸的節段404限定圓筒形上室443。基蓋構 件402的內凸緣410限定圓筒形下開口 417。基蓋構件402還包括位于 向上延伸的節段404的上緣447附近的多個橢圓形孔445。如下文所述 的，灌封材料或粘合劑可置于孔445中和孔445的周圍，從而將基蓋 構件402緊固到外過濾介質級252的外緣。
參照圖8，示出了圖6和圖7所示過濾元件250的一部分被定位在 過濾器550的一部分內。如圖所示，基蓋構件402的內部552已被一層 灌封材料554覆蓋。灌封材料554在過濾器550的基蓋構件402和上蓋 構件418之間形成不透流體的密封。另一層灌封材料556可用于密封 內連接部556，其中，內端板構件418與螺帽板324的下表面相連。圖 示的流體供給管560被定位穿過基蓋構件402中的開口417并向下突出 到流體室281中。參照圖9，示出了過濾元件250的另一個實施例。過濾元件250包 括內過濾介質級600以及與內過濾介質級600徑向向外間隔的外過濾 介質級602。如前所述，外過濾介質級602由能夠使包含在燃料流或流 體流中的自由水和乳化水聚結的材料形成。內過濾介質級600由脫水 介質形成，脫水介質能夠將水與燃料流分離，使得水不會流向利用水 的下游。另外，外過濾介質級602和內過濾介質級600能夠從燃料流 或流體流去除或捕獲有害顆粒。
在其它形式中，內過濾介質級600由能夠使包含在燃料流或流體 流中的自由水和乳化水聚結的材料形成。這樣，外過濾介質級602和 內過濾介質級600都可包括聚結過濾介質。這樣，在該形式中，過濾 元件250具有可用于聚結水的兩個過濾級。在另一種代表性形式中， 外過濾介質級602包括顆粒過濾介質，內過濾介質級600包括聚結過 濾介質。內過濾介質級600和外過濾介質級602還從流體流或燃料流 捕獲有害顆粒。
內過濾介質級600在第一下端蓋604和上端板606之間延伸。第一 下端蓋604包括一對相對的凸緣608，所述凸緣608從第一下端蓋604 的基部610向上延伸。凸緣608和基部610形成緊固到內過濾介質級 600的下部614的U形接合構件612。內過濾介質級600可通過多種連 接方法緊固在U形接合構件612中并緊固到上端板606的下表面616， 所述方法包括但不限于嵌入、使用粘合劑的灌封、以及聲波焊接或 熱焊接。雖然本文公開了 U形接合構件612，但是可以想到，接合構 件612在其它實施例中可具有其它形狀。
外過濾介質級602在第二下端蓋618和上端蓋606之間延伸。第二 下端蓋618包括一對相對的凸緣620，所述凸緣620從第二下端蓋618 的基部622向上延伸。凸緣620和基部622形成緊固到外過濾介質級 602的下部626的U形接合構件624。外過濾介質級602可通過多種連 接方法緊固在U形接合構件624中并緊固到上端板606的下表面616, 所述方法包括但不限于嵌入、使用粘合劑的灌封、以及焊接。
外過濾介質級602的長度比內過濾介質級600的長度長。長度差 在內過濾介質級600的下表面601和外過濾介質級602的下表面603 之間形成間隙605 。在內過濾介質級600的外緣650和外過濾介質級602 的內緣654之間存在水平或徑向間隙652。 一旦由外過濾介質級602形成的水滴離開外過濾介質級602，水平間隙652就允許聚結在外過濾介 質級602中的水向下行進。
雖然未圖示，但過濾元件250可定位在包括螺帽板324的外殼302 中，該螺帽板324類似于前述實施例中公開的螺帽板。下端板606包 括從下端板606的基部630向上延伸的凸緣628。外過濾介質級602的 外緣632的 一部分與下端板606的凸緣628相連。
參考圖10，示出了另一個代表性過濾元件700的剖視圖。如前述 實施例所述，過濾元件700包括內過濾介質級702和外過濾介質級704。 外過濾介質級704聚結水以使水形成較大水滴，內過濾介質級702分 離出任何在離開外過濾介質級704后留下的水。如前所述，脫離過濾 介質級704的水滴朝過濾元件700的下表面706向下行進。不能到達過 濾元件700的下表面區域706的任何水滴進入內過濾介質級702，內過 濾介質級702從燃料流去除這些水滴。另外，內過濾介質級702和外 過濾介質級704從流體流去除有害顆粒。
過濾元件700包括上端板或上端蓋708以及下端板或下端蓋710。 上端板708包括上蓋節段712和下蓋節段714。上蓋節段712大體為圓 筒形形狀并且包括圓形陽性連接構件716，陽性連接構件716從上蓋節 段712的下表面718向下突出。下蓋節段714也大體為圓筒形形狀，并 且比上蓋節段712具有更小的直徑。下蓋節段714包括圓形陰性連接 構件720，陰性連接構件720從下蓋節段714的下表面722向下突出。 上蓋節段712的陽性連接構件716固接在下蓋節段714的陰性連接構件 720內。
內過濾介質級702的上部724與上蓋節段712的下表面718相連。 外過濾介質級704的上部726與下蓋節段714的下表面722相連。過濾 介質級702、 704可以用多種方法與上蓋節段712和下蓋節段714相連， 所述方法包括但不限于嵌入、使用粘合劑的灌封、或者聲波焊接或 熱焊接。
下端板710可包括包含第一U形固定架728和第二U形固定架730 的整體件。第一 U形固定架728用于將外過濾介質級704的下部732 緊固到下端板710。第二U形固定架728用于將內過濾介質級702的下 部734緊固到下端板710。第一 U形固定架728包括從下端板710的基 部738向上突出的外凸緣736。第二凸緣740包括大約從下端板710的
19中間部向上突出的第二凸緣740。笫一 U形固定架728和第二 U形固 定架730共有第二凸緣740。雖然本文公開了 U形固定架，但是也可想 到其它形狀的固定架。
第三凸緣742從第二 U形固定架730的第二基部744向上突出。 第三凸緣742在下端板710中形成開口 746，使得流體傳送管560 (例 如圖8所示)可被插入到由內過濾介質級702限定的內部空間748中。 密封件750固接到第三凸緣742的外部和第二基部744的下部752。密 封件750在過濾元件700和流體傳送管560之間提供不透流體的密封。
參照圖10和圖11,為了在流體應用中輔助水的分離，內過濾介質 級702具有第一長度("L1")，外過濾介質級_704具有長于第一長度 Ll的第二長度("L2")。第一長度L1和第二長度L2之間的差在內 過濾介質級702的底部和外過濾介質級704的底部之間形成豎直間隙 754。可以預想到多種不同的間隙尺寸。在內過濾介質級702和外過濾 介質級704之間提供水平空間或間隙756 。下端板710的第二凸緣740 可包括允許水通過下端板710流出過濾元件700的底部表面的多個開 口 758。
雖然在附圖和前述描述中已經詳細圖示和描述了本發明，但是本 發明應當認為在本質上是示例性的而非限制性的，應當理解，僅僅示 出和描述了優選實施例，所有落入本發明的精神范圍內的改變和改進 都要求受到保護。應當理解，雖然在前文描述中所使用的詞語(例如 優選的、優選地、優選或更優選)表示所描述的特征可以是更理想的， 但是這些特征也可能是不必要的，缺少這些特征的實施例也可認為落 入本發明的范圍之內，本發明的范圍由所附權利要求限定。在閱讀權 利要求時，當使用例如"一"、"一種"、"至少一個"或"至少一部分"這 樣的詞語時，除非在權利要求中有明確說明，這些詞語的目的不是要 將權利要求限制于僅僅一個部件。當使用語句"至少一部分"和/或"一部 分"時，除非做出相反的說明，部件可以包括一部分和/或整個部件。
權利要求
1. 一種過濾元件，包括用于聚結夾帶在流體流中的水并捕獲夾帶在流體流中的顆粒的外過濾介質；用于從流體流分離聚結的水并進一步捕獲夾帶在流體流中的顆粒的內過濾介質；以及位于外過濾介質和內過濾介質的相對端部之間的上端蓋和下端蓋。
2. 根據權利要求1所述的過濾元件，其中外過濾介質與內過濾介 質徑向地隔開。
3. 根據權利要求1所述的過濾元件，其中上端蓋包括固接到外過 濾介質的上固定架構件。
4. 根據權利要求3所述的過濾元件，其中上固定架構件包括限定 通向內流體室的開口的內凸緣，所述內流體室由內過濾介質的內表面區域限定。
5. 根據權利要求3所述的過濾元件，其中上固定架構件由外凸緣、 基部、以及向下延伸的內節段限定。
6. 根據權利要求5所述的過濾元件，其中上固定架構件還由從向 下延伸的內節段向下延伸的凸緣、第二基部、以及內凸緣限定。
7，根據權利要求1所述的過濾元件，還包括與外過濾介質相接的 中心管。
8. 根據權利要求1所述的過濾元件，還包括與內過濾介質相接的 中心管。
9. 根據權利要求1所述的過濾元件，其中下端蓋包括與外過濾介 質相連的第一固定架構件和與內過濾介質相連的第二固定架構件。
10. 根據權利要求1所述的過濾元件，其中在第一過濾介質的下端 和第二過濾介質的下端之間具有間隙。
11. 根據權利要求1所述的過濾元件，其中笫一過濾介質包括多層 過濾介質。
12. 根據權利要求l所述的過濾元件，其中第二過濾介質包括多層 過濾介質。
13. —種過濾器，包括內過濾介質；外過濾介質，所述外過濾介質與內過濾介質徑向地隔開，使得在外過濾介質的內表面區域和內過濾介質的外表面區域之間存在間隙； 與外過濾介質的第一上部相連的第一上端蓋節段； 與內過濾介質的第二上部相連的第二上端蓋節段； 內密封件，所述內密封件與第一上端蓋節段的一部分和第二上端蓋節段相連，從而在第一上端蓋節段和第二上端蓋節段之間形成不透流體的密封；以及下端蓋，所述下端蓋與外過濾介質的笫一下部和內過濾介質的第二下部相連。
14. 根據權利要求13所述的過濾器，其中外過濾介質用于促使夾 帶在流體流中的液體聚結。
15. 根據權利要求13所述的過濾器，其中內過濾介質包括脫水過 濾介質。
16. 根據權利要求13所述的過濾器，其中外過濾介質包括聚結過 濾介質，內過濾介質包括脫水過濾介質，所述聚結過濾介質和脫水過 濾介質都用于捕獲流體流中的顆粒。
17. 根據權利要求13所述的過濾器，其中外過濾介質的長度比內 過濾介質的長度長，從而在外過濾介質的第一下部和內過濾介質的笫 二下部之間形成間隙。
18. 根據權利要求17所述的過濾器，其中位于間隙附近的下端蓋 的一部分包括用于允許聚結的水脫離下端蓋的多個開口。
19. 根據權利要求13所述的過濾器，還包括與內過濾介質的第 一內表面區域相連的第一中心管，以及與外過濾介質的第二內表面區 域相連的第二中心管。
20. 根據權利要求13所述的過濾器，還包括與內密封件的上表面 相連的螺帽板，其中，所述螺帽板包括從基部向上突出的中央螺紋 段，以及從基部向上且向外延伸的翼段。
21. 根據權利要求20所述的過濾器，其中翼段包括多個流體傳送孔。
22. 根據權利要求13所述的過濾器，還包括包圍所述外過濾介 質和所述內過濾介質的外殼，以及位于下端蓋的下部和外殼的下表面之間的彈簧。
23. 根據權利要求13所述的過濾器，其中第一上端蓋節段包括外 凸緣和基部。
24. 根據權利要求23所述的過濾器，其中在外殼和第一上端蓋節 段的外凸緣之間限定有流體通道。
25. 根據權利要求24所述的過濾器，其中在螺帽板的下表面和第 一上端蓋節段的基部之間限定有流體室。
26. 根據權利要求25所述的過濾器，其中，流體通過螺帽板中的 多個孔流入流體室中，然后流過流體通道，到達外過濾介質的外表面 區域。
27. 根據權利要求13所述的過濾器，其中第二上端蓋節段包括限 定通向內流體室的開口的內凸緣，所述內流體室由內過濾介質的內部 限定。
28. 根據權利要求13所述的過濾器，其中外過濾介質包括多層過 濾介質。
29. 根據權利要求13所述的過濾器，其中內過濾介質包括多層過 濾介質。
30. —種過濾元件，包^":過濾介質，用于聚結流體流中的水，使得水從流體流中聚結出來； 脫水過濾介質，用于分離離開過濾介質后的流體流中的水； 與過濾介質的上部以及脫水過濾介質相連的上端蓋； 與過濾介質的第一下部相連的第一固定架構件；以及 與脫水過濾介質的第二下部相連的第二固定架構件。
31. 根據權利要求30所述的過濾元件，其中，過濾介質與脫水過間隙。
32. 根據權利要求30所述的過濾元件，其中，水在脫離過濾介質 后沿間隙向下流動，流體流入脫水過濾介質中，在脫水過濾介質中， 從流體流去除任何剩余的水微粒。
33. 根據權利要求30所述的過濾元件，其中，過濾介質具有第一 長度，脫水過濾介質具有第二長度，第一長度比第二長度長。
34. 根據權利要求33所述的過濾元件，其中在脫水過濾介質的笫二下部和過濾介質的第 一 下部之間形成間隙。
35. 根據權利要求30所述的過濾元件，其中第一固定架構件的內 部與第二固定架構件的一部分相連。
36. 根據權利要求30所述的過濾元件，其中密封件與第二固定架 構件的內凸緣相連。
37. 根據權利要求30所述的過濾元件，其中上端蓋包括上端蓋構 件和下端蓋構件。
38. 根據權利要求37所述的過濾元件，其中上端蓋構件與過濾介 質的上部相連，下端蓋構件與下端蓋構件相連。
39. 根據權利要求38所述的過濾元件，其中下端蓋構件包括陰性 接合構件，所述陰性接合構件接收陽性接合構件以將上端蓋構件固接 到下端蓋構件。
40. 根據權利要求30所述的過濾元件，其中過濾介質和脫水過濾 介質包括多層過濾介質。
41. 一種方法，包括 將流體流引導至過濾器；使流體流聚結形成流向使用第一過濾介質的過濾器的下部的水滴；通過將流體流引入在第一過濾介質和第二過濾介質之間形成的間隙而允許聚結的水滴流向過濾器的下部；用第二過濾介質使剩余的水滴與流體流分離；以及 將流體流從第二過濾介質引導到過濾器的內流體室中，流體流在所述內流體室被導出過濾器。
42. 根據權利要求41所述的方法，其中第一過濾介質包括聚結過 濾介質。
43. 根據權利要求41所述的方法，其中第二過濾介質包括脫水過 濾介質。
44. 根據權利要求41所述的方法，其中第一過濾介質比第二過濾 介質長，從而在第一過濾介質的下表面和第二過濾介質之間形成豎直 間隙。
45. 根據權利要求41所述的方法，其中第一過濾介質和第二過濾 介質包括多層過濾介質。
46. —種過濾元件，包括外過濾介質級，用于捕獲夾帶在流體流中的顆粒； 內過濾介質，用于進一步捕獲夾帶在流體流中的顆粒；以及上端蓋和下端蓋，所述上端蓋和下端蓋位于外過濾介質級和內過 濾介質級的相對端部之間，并且在外過濾介質級和內過濾介質級之間 限定間隙。
47. 根據權利要求46所述的過濾元件，還包括與外過濾介質級 對準的第一中心管，與內過濾介質級對準的第二中心管。
48. 根據權利要求46所述的過濾元件，其中下端蓋包括與外過濾 介質級相連的第一固定架構件和與內過濾介質級相連的第二固定架構 件。
49. 根據權利要求46所述的過濾元件，還包括在第一過濾介質 級的下端和笫二過濾介質級的下端之間的豎直間隙。
50. 根據權利要求46所述的過濾元件，其中笫一過濾介質級包括 多個過濾介質層。
51. 根據權利要求46所述的過濾元件，其中第二過濾介質級包括 多個過濾介質層。
52. —種過濾元件，包括第一過濾介質，用于聚結夾帶在流體流中的水；以及 與第一過濾介質隔開的第二過濾介質，用于聚結夾帶在脫離外過 濾介質級的流體流中的水。
53. 根據權利要求52所述的過濾元件，其中第一過濾介質比第二 過濾介質長。
54. 根據權利要求52所述的過濾元件，其中笫一過濾介質和第二 過濾介質捕獲流體流中的有害顆粒。
55. 根據權利要求52所述的過濾元件，還包括與第一過濾介質和 第二過濾介質的上端相連的上端蓋。
56. 根據權利要求55所述的過濾元件，其中上端蓋包括與第一過 濾介質相連的第一固定架部分和與第二過濾介質相連的第二固定架部 分。
57. 根據權利要求52所述的過濾元件，還包括與第一過濾介質 相連的第一下端蓋和與第二過濾介質相連的第二下端蓋。
58. 根據權利要求52所述的過濾元件，其中第二過濾介質包括脫 水層。
59. 根據權利要求52所述的過濾元件，其中第二過濾介質包括吸 水層。
全文摘要
一種車輛，包含燃料箱和具有發動機的動力/推進單元。另外，該系統包括連接于燃料箱的燃料系統來給發動機提供燃料。流體管將燃料箱連接于加燃料系統。加燃料系統包括兩個液體過濾子系統和燃料泵。一個過濾子系統在燃料泵的吸入側，另一個在壓力側。可以有外和內過濾介質該介質從流體中去除顆粒或水。
文檔編號B01D25/00GK101472654SQ200780023146
公開日2009年7月1日 申請日期2007年6月20日 優先權日2006年6月20日
發明者B·M·韋爾德根, D·P·京特, J·A·哈斯巴德, M·D·麥科爾米克, M·J·康諾爾, N·C·布利扎德, W·阿布達拉, Z·姜 申請人:卡明斯過濾 Ip 有限公司