專(zhuān)利名稱(chēng)：具有防滴落特征的濾筒的制作方法
具有防滴落特征的濾筒
背景技術(shù)：
諸如制冷器的設(shè)備通常包括用于將冰和冷卻水遞送給消費(fèi)者的裝置。遞送的水以及用來(lái)制冰的水優(yōu)選地被過(guò)濾，以去除雜質(zhì)和改善味道。從而，許多制冷器都包括裝載的一次性水濾筒，以在遞送至消費(fèi)者之前過(guò)濾住宅自來(lái)水。因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)住宅中空間是非常珍貴的，因此通常期望將這樣的制冷器設(shè)計(jì)成使得水過(guò)濾系統(tǒng)占據(jù)的總空間最小化，并且消費(fèi)者能夠容易地觸及濾筒以方便進(jìn)行移除和更換。采用這些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)可能使得濾筒最佳地定位在不同的取向中。例如，濾筒可以以水平定向(即其一側(cè)翻倒)進(jìn)行安裝和移除。當(dāng)從制冷器移除用過(guò)的濾筒時(shí)，該濾筒通常包含可能從濾筒不期望地滴落或?yàn)⒙涞臍埩舻乃?。這在濾筒水平地取向的情況下尤其可能，其中殘留的水趨于從濾筒上的入口或出口端口流出。即使在濾筒不是水平地安裝和移除的制冷器中，如果濾筒無(wú)意中水平地翻倒或者保持顛倒，那么消費(fèi)者也可能灑落殘留的水。一直需要在從設(shè)備中移除時(shí)能夠減少或防止滴落或?yàn)⒙涞臑V筒。還需要在從設(shè)備中移除時(shí)能夠減少或防止滴落或?yàn)⒙渫瑫r(shí)不會(huì)增大整個(gè)濾筒上的壓降的濾筒。還需要在從設(shè)備中移除時(shí)能夠減少或防止滴落或?yàn)⒙涠皇褂瞄y或其他活動(dòng)部件的濾筒。還需要在從設(shè)備中移除時(shí)能夠減少或防止滴落或?yàn)⒙渫瑫r(shí)相對(duì)較容易制造的濾筒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明整體涉及包括一次性濾筒的水過(guò)濾系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及包括防滴落特征的濾筒。這樣的系統(tǒng)可以防止滴落，同時(shí)提供與已知的濾筒相比用于水流過(guò)的相對(duì)較大比例的開(kāi)口面積。因?yàn)橛糜谒鞯南鄬?duì)較大的開(kāi)口面積，所以根據(jù)本發(fā)明的濾筒可以被制造成與已知的過(guò)濾器相比具有減小的流動(dòng)阻力。根據(jù)本發(fā)明的防滴落特征可以比已知的防滴落特征更容易制造。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供包括殼體的濾筒，該殼體包括末端端部、連接端部和縱向軸線(xiàn)。通常，連接端部包括流體入口和流體出口。過(guò)濾介質(zhì)在末端端部和連接端部之間設(shè)置在殼體內(nèi)。過(guò)濾介質(zhì)將流體入口流體連接到流體出口，并且流體入口或流體出口中的一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道，該防滴落毛細(xì)通道的橫截面在至少一個(gè)方向上是細(xì)長(zhǎng)的。在一些實(shí)施例中，防滴落毛細(xì)通道的橫截面包括細(xì)長(zhǎng)尺寸和微小尺寸，其中微小尺寸在約0. 020英寸(約0. 0508厘米)到約0. 060英寸(約0. 1524厘米)的范圍內(nèi)，并且該細(xì)長(zhǎng)尺寸大于約0.080英寸(約0.2032厘米)。在一個(gè)實(shí)施例中，微小尺寸在約0.025 英寸(約0.0635厘米)到約0.040英寸(約0. 1016厘米)的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中， 微小尺寸為約0. 030英寸(約0. 0762厘米)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道的細(xì)長(zhǎng)尺寸包括彎曲部分。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道的細(xì)長(zhǎng)尺寸包括大致直線(xiàn)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道的細(xì)長(zhǎng)尺寸包括頂點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道的微小尺寸沿著細(xì)長(zhǎng)尺寸為基本上恒定的。在一些實(shí)施例中，防滴落毛細(xì)通道從縱向軸線(xiàn)向外呈放射狀。在一些實(shí)施例中，防滴落毛細(xì)通道彼此平行地取向。在一些實(shí)施例中，防滴落毛細(xì)通道圍繞縱向軸線(xiàn)沿周向取向。在一個(gè)實(shí)施例中，連接端部包括密封到過(guò)濾介質(zhì)的內(nèi)柱和與過(guò)濾介質(zhì)的開(kāi)口內(nèi)芯流體連通的中心管道。在一些這樣的實(shí)施例中，在殼體的連接端部中形成有套筒，并且該套筒沿徑向圍繞該內(nèi)柱。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道設(shè)置在橫跨內(nèi)柱和套筒之間的環(huán)形區(qū)域的凸緣上，該防滴落毛細(xì)通道與過(guò)濾介質(zhì)的外表面流體連通。在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)柱包括凸緣。在一些這樣的實(shí)施例中，凸緣沒(méi)有固定到套筒。 在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道中斷凸緣的徑向外邊緣。在另一個(gè)實(shí)施例中，套筒包括凸緣。在一些這樣的實(shí)施例中，凸緣沒(méi)有固定到內(nèi)柱。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道中斷凸緣的徑向內(nèi)邊緣。在一些實(shí)施例中，中心管道形成流體出口，并且一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道形成流體入口。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)防滴落毛細(xì)通道都包括至少一個(gè)通道側(cè)壁，其中至少一個(gè)通道側(cè)壁的Ra表面粗糙度高度大于約64微英寸(約1. 626微米)。在一些實(shí)施例中，每個(gè)防滴落毛細(xì)通道還包括沿著縱向軸線(xiàn)測(cè)量的深度尺寸，其中該深度尺寸在約0.30英寸(約0.762厘米)到約1.0英寸(約2· M厘米)的范圍內(nèi)。 在一個(gè)實(shí)施例中，深度尺寸在約0. 40英寸(約1. 016厘米)到約0. 70英寸(約1. 778厘米)的范圍內(nèi)。本發(fā)明還提供形成防滴落毛細(xì)通道的方法，該方法包括設(shè)計(jì)模具以形成具有通道側(cè)壁的防滴落毛細(xì)通道；規(guī)定模具的紋理以向通道側(cè)壁施加至少64微英寸(1. 626微米)的Ra表面粗糙度高度；以及將熔融的塑料注射到紋理化的模具中以形成具有Ra表面粗糙度高度為至少64微英寸(1.6 微米)的通道側(cè)壁的防滴落毛細(xì)通道。本發(fā)明的這些方面以及其他方面在下面的具體實(shí)施方式
中將顯而易見(jiàn)。然而，在任何情況下都不應(yīng)將上述發(fā)明內(nèi)容理解為是對(duì)受權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的主題的限制，該主題僅受所附權(quán)利要求書(shū)的限定，并且在審查期間可以進(jìn)行修改。


在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中參考附圖，在這些附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的濾筒的透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的濾筒沿著圖1的2-2截取的橫截面圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的濾筒的分解透視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的濾筒的分解透視圖；圖5-10為根據(jù)本發(fā)明的濾筒沿著圖2的10-10看的俯視圖，示出了防滴落毛細(xì)通道的各種構(gòu)造；圖11為根據(jù)本發(fā)明的濾筒沿著圖1的2-2截取的橫截面圖，該濾筒處于翻倒取向，內(nèi)側(cè)具有殘留流體；
圖12為根據(jù)本發(fā)明的濾筒的透視圖；圖13為根據(jù)本發(fā)明的示例性防滴落毛細(xì)通道沿著圖5的13-13截取的透視橫截面圖；圖14-16為根據(jù)本發(fā)明的示例性防滴落毛細(xì)通道的橫截面的平面圖。
具體實(shí)施例方式圖1和2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性濾筒100。如圖所示，濾筒100包括殼體102， 該殼體102包括末端端部104(圖11或12)、連接端部106和縱向軸線(xiàn)103。通常，連接端部106包括流體入口 110和流體出口 112。過(guò)濾介質(zhì)120在末端端部104和連接端部106 之間設(shè)置在殼體102內(nèi)。過(guò)濾介質(zhì)120將流體入口 110流體連接到流體出口 112，并且流體入口 110或流體出口 112中的一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道130，該防滴落毛細(xì)通道 130的橫截面在至少一個(gè)方向上是細(xì)長(zhǎng)的。盡管圖1和2示出流體入口 110包括一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道130，但是可以想到的是，所示的防滴落毛細(xì)通道130還可以形成流體出口 112。還可以想到的是，流體入口 110和流體出口 112均可以包括一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道130。防滴落毛細(xì)通道130能夠以至少兩種方式減少或防止濾筒100內(nèi)攜帶的殘留流體的滴落。首先，如圖11和13所示，殘留水通過(guò)毛細(xì)作用被拉入到防滴落毛細(xì)通道130中。 一旦殘留水被拉入到防滴落毛細(xì)通道130中，其就通過(guò)水和通道側(cè)壁132之間力的相互作用而被保持。由該毛細(xì)作用產(chǎn)生的吸引力足夠強(qiáng)，使得即使當(dāng)濾筒100的一側(cè)翻倒時(shí)，重力通常也將不足以單獨(dú)地引起殘留水完全流過(guò)防滴落毛細(xì)通道130且引起滴落或?yàn)⒙?。接下?lái)，流體由于保留在防滴落毛細(xì)通道130中的殘留水產(chǎn)生的真空而保留在其他流體端口(通常但并不總是，流體出口 112，穿過(guò)中心管道144)。這種情況類(lèi)似于用于拇指堵塞填充有流體的飲用吸管的一端，其中因?yàn)榕c吸管的自由端相對(duì)的端部上的拇指產(chǎn)生的真空密封防止空氣滲入，所以流體將不會(huì)從吸管的自由端流出。這里，保留在防滴落毛細(xì)通道130中的殘留水起到的作用類(lèi)似于吸管上的拇指，從而防止將會(huì)破壞真空并且從其他流體端口釋放流體的空氣滲入。此前，在共同擁有的Fritze的美國(guó)專(zhuān)利No. 6，632，355( “Fritze ‘355”)中描述了類(lèi)似的防滴落現(xiàn)象，該專(zhuān)利的公開(kāi)內(nèi)容據(jù)此全文以引用方式并入。然而，F(xiàn)ritze ‘355沒(méi)有公開(kāi)使用防滴落毛細(xì)通道，而是記載了使用小直徑的孔(即具有圓形橫截面的孔)。根據(jù) Fritze ^355，過(guò)濾器端蓋上的小直徑孔的尺寸形成為使得水的表面張力防止當(dāng)移除水過(guò)濾組件時(shí)從小直徑孔溢出。這又形成真空，該真空同樣防止水從過(guò)濾器端蓋上的通孔灑出。Fritze ‘355的第8欄第44-49行(省略了附圖標(biāo)記)。然而，F(xiàn)ritze ‘355的小直徑孔在使用中可能具有某些缺陷。例如，直徑通常為約 0.050"的小直徑孔通常必須利用微小的銷(xiāo)進(jìn)行機(jī)械加工(即鉆孔)或模制。機(jī)械加工通常比模制操作更昂貴且耗時(shí)，并且用來(lái)模制小直徑孔的微小的銷(xiāo)非常脆弱而易于損壞。從而，這兩種制造方法可能都不是有利的。此外，即使多個(gè)Fritze ‘355型的孔形成為單個(gè)部件，產(chǎn)生為用于流體流的開(kāi)口面積(橫截面中的開(kāi)口面積)的相對(duì)大小顯著小于當(dāng)采用一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道130時(shí)能夠產(chǎn)生的開(kāi)口面積的相對(duì)大小。例如，假設(shè)根據(jù)Fritze ‘355的具有直徑D的小直徑孔沿著長(zhǎng)度L的路徑布置，中心間隔開(kāi)距離X，那么用于水流的總開(kāi)口面積Ab。_可以計(jì)算為
一 , π-L-D2公式1 Ah =-
boresΛ
4-χ反之，對(duì)于具有寬度W(即微小尺寸136)和路徑長(zhǎng)度L(即細(xì)長(zhǎng)尺寸134)的防滴落毛細(xì)通道130，用于水流的總開(kāi)口面積A。hamel可以計(jì)算為公式2 Achannel = L-W 于是，Achannel與Ab。res的比計(jì)算為
^-channel _ 4 . X . H
Aores π-L-D1
其可以簡(jiǎn)化為
/v ^channel _ ^ ‘ X ‘ JV 厶式 3 ~~Α—γλ2
Aores π · D
應(yīng)當(dāng)理解，在實(shí)施過(guò)程中，小直徑孔的中心之間的距離X必須大于D，原因在于任何更小的x值都將會(huì)導(dǎo)致相鄰的孔彼此干擾。從而，盡管實(shí)際上沒(méi)有實(shí)踐，但是給定路徑長(zhǎng)度L中的小直徑孔的數(shù)量理論上在X = D時(shí)最大。從而，當(dāng)Ab。_在理論上最大時(shí)，A。hml與 Abores的比可以通過(guò)用D替換公式3中的χ而進(jìn)行計(jì)算，由此得到 AA.W
γ π ,, , channel _ _____公式4 —---—
Aores π . D從而，如果防滴落毛細(xì)通道130的寬度W選擇為等于每個(gè)孔的直徑D，那么Aehannel 與Ab。_的比應(yīng)當(dāng)總是大于
A4
r ， ,. ,、 channel _ _ 1 ^n公式-- — -Y.11
Azores π因此，當(dāng)采取上述布置時(shí)，防滴落毛細(xì)通道130能夠形成的用于水流的開(kāi)口面積應(yīng)當(dāng)總是比直徑與防滴落毛細(xì)通道130的寬度相同的一排小直徑孔大至少27%。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，這個(gè)比通常要大得多，原因是小直徑孔需要以大得多的間距間隔開(kāi)，從而使得每單位長(zhǎng)度上的小直徑孔更少。以下示出了一個(gè)實(shí)際的比較。假設(shè)Fritze ‘355教導(dǎo)的小直徑孔的直徑為0. 050〃，其中心在2〃的路徑長(zhǎng)度上間隔開(kāi)兩個(gè)直徑(0. 100")的距離，用于水流的總開(kāi)口面積Ab。_計(jì)算為
, π. (2 .英寸).(0.050 .英、J.) Α * ,公式6 Abores = ^^-—^ = 0.0393 英、J·2
8然后，假設(shè)防滴落毛細(xì)通道130的寬度為0.030"，并且路徑長(zhǎng)度為2"，那么用于水流的總開(kāi)口面積A。h_el可以計(jì)算為公式7 Achannel = (2 ·英寸)· (0. 030 英寸)=0. 060 ·英寸 2
7
從而，對(duì)于上述實(shí)例，Achannel與Atoes的比為
權(quán)利要求
1.一種濾筒，其包括殼體，所述殼體包括末端端部、連接端部和縱向軸線(xiàn)，所述連接端部包括流體入口和流體出口 ；以及過(guò)濾介質(zhì)，所述過(guò)濾介質(zhì)在所述末端端部與所述連接端部之間設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并且將所述流體入口流體連接到所述流體出口；其中所述流體入口或所述流體出口中的一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道，所述防滴落毛細(xì)通道的橫截面在至少一個(gè)方向上是細(xì)長(zhǎng)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾筒，其中所述防滴落毛細(xì)通道的橫截面包括細(xì)長(zhǎng)尺寸和微小尺寸，其中所述微小尺寸在約0. 020英寸(約0. 0508厘米)到約0. 060英寸(約0. 1524 厘米)的范圍內(nèi)，并且所述細(xì)長(zhǎng)尺寸大于約0. 080英寸(約0. 2032厘米)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾筒，其中所述微小尺寸在約0.025英寸(約0.0635厘米) 到約0.040英寸(約0. 1016厘米)的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濾筒，其中所述微小尺寸為約0.030英寸(約0.0762厘米)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的濾筒，其中一個(gè)或多個(gè)所述防滴落毛細(xì)通道的所述細(xì)長(zhǎng)尺寸包括彎曲部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的濾筒，其中一個(gè)或多個(gè)所述防滴落毛細(xì)通道的所述細(xì)長(zhǎng)尺寸包括大致直線(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的濾筒，其中一個(gè)或多個(gè)所述防滴落毛細(xì)通道的所述細(xì)長(zhǎng)尺寸包括頂點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任一項(xiàng)所述的濾筒，其中一個(gè)或多個(gè)所述防滴落毛細(xì)通道的所述微小尺寸沿著所述細(xì)長(zhǎng)尺寸為基本上恒定的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的濾筒，其中所述防滴落毛細(xì)通道從所述縱向軸線(xiàn)向外呈放射狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的濾筒，其中所述防滴落毛細(xì)通道取向成彼此平行。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的濾筒，其中所述防滴落毛細(xì)通道圍繞所述縱向軸線(xiàn)沿周向進(jìn)行取向。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的濾筒，其中所述連接端部包括內(nèi)柱，所述內(nèi)柱密封到所述過(guò)濾介質(zhì)并且包括與所述過(guò)濾介質(zhì)的開(kāi)口內(nèi)芯流體連通的中心管道；以及套筒，所述套筒形成在所述殼體的所述連接端部中并且徑向地圍繞所述內(nèi)柱；其中所述一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道設(shè)置在橫跨所述內(nèi)柱和所述套筒之間的環(huán)形區(qū)域的凸緣上，所述防滴落毛細(xì)通道與所述過(guò)濾介質(zhì)的外表面流體連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的濾筒，其中所述內(nèi)柱包括所述凸緣。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的濾筒，其中所述凸緣不固定到所述套筒上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的濾筒，其中一個(gè)或多個(gè)所述防滴落毛細(xì)通道中斷所述凸緣的徑向外邊緣。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的濾筒，其中所述套筒包括所述凸緣。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的濾筒，其中所述凸緣不固定到所述內(nèi)柱上。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的濾筒，其中一個(gè)或多個(gè)所述防滴落毛細(xì)通道中斷所述凸緣的徑向內(nèi)邊緣。
19.根據(jù)權(quán)利要求12-18中任一項(xiàng)所述的濾筒，其中所述中心管道形成所述流體出口， 并且所述一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道形成所述流體入口。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的濾筒，其中每個(gè)所述防滴落毛細(xì)通道都包括至少一個(gè)通道側(cè)壁，其中所述至少一個(gè)通道側(cè)壁的Ra表面粗糙度高度大于約64微英寸(約 1. 626 微米)。
21.根據(jù)權(quán)利要求2-20中任一項(xiàng)所述的濾筒，其中每個(gè)所述防滴落毛細(xì)通道還包括沿著所述縱向軸線(xiàn)測(cè)量的深度尺寸，其中所述深度尺寸在約0. 30英寸(約0. 762厘米)到約 1.0英寸(約2· M厘米)的范圍內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的濾筒，其中所述深度尺寸在約0.40英寸(約1.016厘米) 到約0.70英寸(約1.778厘米)的范圍內(nèi)。
23.一種形成防滴落毛細(xì)通道的方法，所述方法包括設(shè)計(jì)模具以形成具有通道側(cè)壁的防滴落毛細(xì)通道；規(guī)定所述模具的紋理以向所述通道側(cè)壁施加至少64微英寸(1. 626微米)的Ra表面粗糙度高度；以及將熔融的塑料注射到紋理化的所述模具中以形成具有Ra表面粗糙度高度為至少64微英寸(1.6 微米)的通道側(cè)壁的防滴落毛細(xì)通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及濾筒，其包括殼體，所述殼體包括末端端部、連接端部和縱向軸線(xiàn)，所述連接端部包括流體入口和流體出口。所述濾筒還包括過(guò)濾介質(zhì)，所述過(guò)濾介質(zhì)在所述末端端部與所述連接端部之間設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并且將所述流體入口流體連接到所述流體出口。所述流體入口或所述流體出口中的一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)防滴落毛細(xì)通道，所述防滴落毛細(xì)通道的橫截面在至少一個(gè)方向上是細(xì)長(zhǎng)的。
文檔編號(hào)B01D35/153GK102596356SQ201080049548
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者內(nèi)森·E·馬克斯, 杰里米·A·施莫爾, 理查德·A·柯克納 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司