空气过滤器滤筒和空气滤清器组件的利记博彩app

专利名称：空气过滤器滤筒和空气滤清器组件的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于过滤气体的过滤介质。本发明尤其涉及使用ζ过滤介质的介质包，它包括波纹状介质片材固定至表面片材，形成介质包。更具体地讲，本发明涉及所述介质包以及它们包含在可维修的过滤器滤筒装置中，通常用于空气滤清器中。还披露了空气滤清器装置，组装和使用的方法，以及使用的系统。
背景技术：
流体流，例如空气，其中可携带杂质。在很多情况中，希望从流体流中过滤掉某些或所有杂质物质。例如，流向机动化车辆或发电设备的发动机的空气流(例如助燃空气)、 流向气轮机系统的气体流和流向各种燃烧炉的空气流，其中携带有应当被过滤掉的颗粒物杂质。对于这些系统，优选将选定的杂质物质从流体中去除(或使其含量降低)。业已开发了多种流体过滤器(空气或液体过滤器)装置用于杂质排除。不过，仍然需要不断的改进。本文描述的某些技术涉及申请日为2004年8月6日的美国临时申请序列号第 60/599, 686中的描述；该文献的完整公开内容在此被结合入本文。本申请还包括申请日为 2004年8月9日的美国临时申请第60/600，081号中描述的某些技术，该文献的完整公开内容在此被结合入本文。此外，本申请包括申请日为2004年8月18日的美国临时申请第60/602，721号中描述的某些技术；该文献的完整公开内容在此被结合入本文。另外，本申请包括申请日为 2004年10月5日的美国临时申请第60/616，364号中描述的某些技术；该文献的完整公开内容在此被结合入本文。

发明内容
根据本发明的一部分，提供了可用于优选的过滤器滤筒，例如空气过滤器滤筒的特征。这些特征可一起使用，以提供优选的过滤器滤筒，不过，可以只利用某些选定特征来构造某些优选的滤筒。此外，提供了构造和使用的方法。在本发明的一个方面，提供了优选的介质包，用于空气过滤器滤筒中或用作空气过滤器滤筒。所述介质包包括层叠的ζ过滤装置，具有相对的流动表面和相对的侧面。在相对的侧面，层叠条带的端部被固定在模制的端部(侧面)件并由模制的端部(侧面)件密封。通常，所述模制的端部(侧面)件是模制在位的，并且包括模制的聚氨酯。另外，还描述了可用的模制在位的密封结构。另外，还描述了使用过滤器滤筒作为可维修部件的空气滤清器装置。示出了用于所描述类型应用的过滤器滤筒的不同优选特征。此外，还示出和描述了空气滤清器和空气滤清器系统的变化形式。另外，示出和描述了组装和使用的方法。


图1是可用于本发明装置中的ζ过滤介质的局部示意性透视图。图2是图1所示介质的一部分的放大示意性截面图。图3是不同波状状介质定义的示例的示意图。图4是用于制造本发明介质的工艺的示意图。图5是可用于本发明装置中的介质槽纹的可选端部针刺的示意性截面图。图6是制造块状、层叠的ζ过滤介质包的步骤的示意图。图7是包括本发明特征的空气滤清器组件的示意性顶部透视图。图7A是图7所示组件从大致相反的方向的示意性顶部透视图。图8是图7所示组件的侧视图；图8是大致沿朝向空气滤清器组件的入口部分。图9是大致沿图7A中的线9-9的示意性放大截面图。图9A是沿图7A的线9-9的反方向，从观察图9的方向的示意性放大截面图。图10是图9的部分的示意性放大截面图。图IOA是图9A的第一部分的示意性放大局部截面图。图IOB是图9A的第二部分的示意性放大局部截面图。图11是大致沿图7A的线11-11的示意性放大截面图。图12是图11的部分的示意性放大局部截面图。图13是可用于图7的空气滤清器中的外壳组件的底部的侧面示意图；图13大致朝向外壳入口，并且在图13中示出了选定的、示例的、尺寸角度定义。图14是图13所示底部的第二示意性侧视图。图15是可用于图7-14的组件的过滤器滤筒的示意性透视图；图15是大致朝向出口流动面的透视图。图16是图15所示滤筒的示意性底部透视图。图17是图15所示滤筒的第二示意性底部透视图；图17的视图是将滤筒从图16 的视角旋转180°获得。图18是图15所示滤筒的示意性侧视图。图19是图15所示滤筒的示意性侧视图。图20是图15所示滤筒的示意性顶部平面图。
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图20A是沿图20的线20A-20A的示意性截面图。图21是沿图20的线21-21的示意性截面图。图22是图15所示滤筒的模制侧板部件的示意性透视图。图23是图22所示面板部件的示意性侧视图。图M是沿图23的线M-24的示意性截面图。图24A是图23的部分的示意性放大局部图。图25可用于图15的滤筒中的第二模制面板部件的示意性透视图。图沈是图25的模制面板部件的示意性侧视图。图27是沿图沈的线27-27的示意性截面图。图27A是图沈的部分的示意性放大局部图。图28是图15滤筒具有的外壳密封部分的示意性放大平面图。图四是图观所示部件的示意性端视图，其中示出了示例的尺寸和角度定义。图30是图15滤筒所示的第一缓冲部件的示意性侧视图。图31是图30所示部件的示意性侧视图。图32是可用于图15滤筒中的第二缓冲部件的示意性侧视图。图33是图32所示部件的示意性侧视图。图34是可用于图15滤筒的外壳密封部分的示意图。图35是图34所示部件的示意性侧视图。图36是在图15滤筒中使用第三和第四缓冲器特征的缓冲部件的示意性侧视图。图37是图36所示缓冲部件的示意性侧视图。图38是图11所示空气滤清器组件的替换空气滤清器的示意性侧视图，结合了本发明的原理。图39是图38所示空气滤清器的入口端视图。图40是图38和39所示空气滤清器的顶部平面图。图41是沿图38的线41-41的截面视图。图42是图41的部分的放大局部图。图43是可用于图38-42的空气滤清器的过滤器滤筒的示意性顶部透视图。图44是图43所示过滤器滤筒的侧视图。图45是图43和44所示过滤器滤筒的顶部平面图。图46是沿图45的线46_46的截面视图。图47是沿图45的线47_47的截面视图。图48是图43和44所示过滤器滤筒的端视图。图49是图43和44所示过滤器滤筒的与图48相对的第二端视图。图50是图43和44所示过滤器滤筒的模制侧板件的示意性侧视图。图51是可用于图43和44的过滤器滤筒的模制密封件的示意性透视图。图52是图51的密封件的顶部平面图。图53是沿图52的线53-53的截面视图。图M是图53的部分的放大局部视图。图55是沿图52的线55-55的截面视图。
在某些附图中提供了一些尺寸和角度线条，具有相应的示例性数字提供在文本中作为示例。其它尺寸是可行的。
具体实施例方式
I. Z过滤介质结构，概述槽纹过滤介质可用于提供多种形式的流体过滤结构。一种公知的形式是ζ过滤结构。本文所用的术语“ζ-过滤结构”，是指这样一种过滤结构，其中单独的波纹状、折叠或以其它形式形成的过滤槽纹被用于形成一系列纵向的、通常是平行的入口和出口过滤槽纹，用于使流体流过介质；流体沿着槽纹的长度在介质的相对入口和出口流动端(或流动面)之间流动。一些ζ过滤介质的示例披露于美国专利5，820，646 ；5, 772,883 ；5，902，364 ； 5，792，247 ；5，895，574 ；6，210，469 ；6，190，432 ；6，350，296 ；6，179，890 ；6，235，195 ； Des. 399，944 ；Des. 428，128 ；Des. 396，098 ；Des. 398，046 ；和 Des. 437，401 ；以上 15 篇引用文献的每一篇在此被结合入本文。—种类型的ζ过滤介质，采用了两种特定的介质部件结合在一起，以形成介质结构。所述两种部件是(1)槽纹(通常波纹状)介质片材；和( 表面介质片材。表面介质片材通常是非波纹状的，不过它可以是波纹状的，例如垂直于槽纹方向，如申请日为2004 年2月11日的美国临时申请60/543，804所披露的，该文献在此被结合入本文。槽纹(通常是波纹状)介质片材和表面介质片材一起，用于形成具有平行入口和出口槽纹的介质。在一些情况中，槽纹片材和表面片材固定在一起，并然后卷绕以形成ζ过滤介质结构。所述结构披露于，例如US6，235，195和6，179，890中，上述文献的每一个均在此被结合入本文。在某些其它结构中，波纹状介质固定至表面介质的某些非卷绕部分彼此层叠，以形成过滤结构。这样的示例披露于5，820，646的附图11，该文献在此被结合入本文。本文所用的术语“波纹状”是指介质结构，是指通过使介质穿过两个波纹辊，即，进入两个辊之间的辊隙或咬合部分而形成的槽纹结构，其中每个波纹辊具有表面特征适于在所得到的介质上产生波纹效果。术语“波纹”不是指通过不涉及使介质穿过波纹辊之间的咬合部分的技术而形成的槽纹。不过，术语“波纹状”旨在适用即使介质在形成波纹之后被进一步改进和变形的情况，例如通过披露于
公开日为2004年1月22日的PCT WO 04/007054 的折叠技术，其在此被结合入本文。波纹状介质是槽纹介质的一种特定形式。槽纹介质是具有单独槽纹(例如通过波纹成形或折叠成形而形成)延伸穿过其间的介质。使用ζ过滤介质的可维修过滤元件或过滤器滤筒结构有时被称为“直通流动结构”或其变化形式。一般，在本文中是指，可维修过滤元件一般具有入口流动端(或面)和相对的出口流动端(或面)，进入和离开过滤器滤筒的流动大致以相同的直线通过方向。本文中的术语“可维修的”是指，含有介质的过滤器滤筒周期性地从相应的流体(例如空气) 滤清器中拆除和更换。在一些情况中，每个入口流动端和出口流动端会大体是扁平或平面的，两者彼此平行。不过，由此的变化形式，例如非平面的表面，是可行的。直通流动结构(尤其对于卷绕的介质包)，例如，与可维修的过滤器滤筒如美国专利第6，039，778号所示的圆柱形褶状过滤器滤筒类型是不同的，该文献在此被结合入本文，其中流体在穿过可维修的滤筒时一般在滤筒内转向。就是说，在6，039，778的过滤器中，流体通过圆柱形侧进入圆柱形过滤器滤筒，并然后转向通过端面离开(在顺流系统中)。在通常的逆流系统中，流体通过端面进入可维修的圆柱形滤筒，并然后转向通过圆柱形过滤器滤筒的侧面离开。所述逆流系统的示例在美国专利第5，613，992中示出，该文献在此被结合入本文。本文所用的术语“ζ过滤介质结构”及其变化形式，是指下述任意一种或所有波纹状或其他方式的槽纹介质固定至表面介质的网，具有适当的密封以允许入口和出口槽纹的形成；和/或，由所述介质构造或形成的介质包成为三维网状结构的入口和出口槽纹；和 /或，包括所述介质包的过滤器滤筒或结构。在图1中，示出了可用于ζ过滤介质的介质1的示例。介质1由波纹状片材3和表面片材4形成。一般，图1的波纹状片材3在本文一般被表征为具有规则的、弯曲波型的槽纹或波纹7的类型。术语“波型”在本文是指交替的波谷7b和波峰7a的槽纹或波纹型式。术语 “规则的”在本文是指成对的波谷和波峰(7b，7a)以大体相同重复的波纹(或槽纹)形状和大小交替。(另外，通常在规则结构中，每个波谷7b基本上是每个波峰7a的倒置。)术语 “规则的”因此是指波纹(或槽纹)型式包括波谷和波峰，每对(包括相邻的波谷和波峰) 重复，波纹的大小和形状在沿槽纹长度的至少70%没有实质上变化。术语“实质上”在本文中是指由在用于产生波纹状或槽纹片材的过程或形式中变化而产生的改变，而不是由于介质片材3是挠性的事实而产生的微小变化。关于重复型式的特征，不是指在任意给定的过滤器结构中，必须存在相同数量的波峰和波谷。介质1可终止在，例如，一对波峰和波谷之间，或者部分沿着一对波峰和波谷。(例如在图1中，局部示出的介质1具有八个完整的波峰7a和七个完整的波谷7b。)另外，相对的槽纹端(波谷和波峰端部)可彼此不同。所述的端部不同在这些定义中不考虑，除非特别说明。就是说，槽纹端部的变化意指由上述定义覆盖。上下文表征的“曲线”波型的波纹，术语“曲线”是指这样一种波纹型式，它不是提供给介质的折叠或褶皱形状的结果，而是每个波峰的顶点7a和每个波谷的底部7b沿圆弧的曲线形成。所述ζ过滤介质的通常半径是至少0. 25mm，并且通常会不大于3mm。图1所示波纹片材3的特定规则的曲线波型的另一个特征是，在每个波谷和每个相邻的波峰之间接近中点30处，沿槽纹7的大部分长度，具有过渡区域，在这里曲线倒置。 例如，观察图1的背侧或面3a，波谷7b是凹入区域，而波峰7a是凸起区域。当然，当朝正侧或面北观察时，侧面3a的波谷7b形成波峰，而面3a的波峰7a形成波谷。(在一些情况中，区域30可以是直线段，而不是点，曲线在段30的端部倒置。)图1所示的特定规则的曲线波型的波纹片材3的一个特征是，单独的波纹大致是直的。本文中的“直的”，是指通过边缘8和9之间的长度的至少70%，通常是至少80%，波峰7a和波谷7b的横截面基本上不变。术语“直的”相对于图1所示的波纹型式，部分区别于WO 97/40918的图1和
公开日为2003年6月12日的PCT公开文本WO 03/47722中所描述的波纹介质的锥形槽纹，上述文献在此被结合入本文。例如，WO 97/40918的图1的锥形槽纹，会是曲线的波形，但不是本文所用术语的“规则的”型式或直槽纹型式。参见本发明图1和上文所述，介质1具有第一和第二相对的边缘8和9。当介质1被卷绕并形成介质包时，一般边缘9会形成介质包的入口端，而边缘8形成出口端，尽管相反的定向是可行的。邻近边缘8具有密封边10，或其它密封结构，将波纹片材3和表面片材4密封在一起。边10有时被称作“单面”密封边，因为它是波纹片材3和表面片材4之间的密封边，形成单面或介质带1。密封边10密封闭合邻近边缘8的单独槽纹11，以阻止空气从其穿过。邻近边缘9具有密封边14，或密封结构。密封边14 一般闭合邻近边缘9的槽纹 15，以阻止其中未过滤的流体通过。密封边14通常以介质1的条带形式在层叠过程中彼此固定。因此，密封边14会在表面片材4的背侧17和下一个相邻波纹片材3的侧面18之间形成密封。当介质1被切割成带并层叠而不是卷绕时，密封边14有时被称作“层叠密封边”。(当密封边14被用于卷绕结构时，本文未示出，它有时被称作“卷绕密封边”。)参见图1，一旦介质1被结合入介质包，例如通过层叠，它可按照下述进行操作。首先，空气以箭头12所示的方向进入靠近端部9的开口槽纹11。由于端部8被密封边10闭合，空气会沿箭头13穿过介质。它然后通过穿过靠近介质包端部8的槽纹15的开口端15a， 离开介质包。当然，也可以反方向空气流动进行操作。对于本文图1所示的特定结构，平行的波纹7a，7b从边缘8到边缘9大体平直地完全穿过介质。直槽纹或波纹可在选定的位置变形或折叠，尤其在端部。在上文定义的“规则的”、“曲线的”和“波型”中，一般不考虑用于闭合而在槽纹端部进行的改动。不采用直的、规则曲线波型的波纹形状的Z过滤结构是已知的。例如在Yamada 等人的美国专利5，562，825中，示出了波纹型式，它采用有些半圆形(截面)的入口槽纹邻近窄的V形(具有曲线侧)出口槽纹(见5，562，825的图1和3)。在Matsumoto等人的美国专利5，049，326中，示出了圆形(截面)或管状的槽纹，由具有半管的一个片材连接到具有半管的另一个片材而形成，在所得到的平行的、直的槽纹之间具有扁平区域，见 Matsumoto，3^的图2。在Ishii等人的美国专利4，925，561 (图1)中，示出了折叠成具有矩形横截面的槽纹，其中所述槽纹沿其长度逐渐收缩。在WO 97/40918(图1)中，示出了具有曲线波形(由相邻的曲线凸起和凹入的波谷形成)，但沿其长度逐渐收缩(并因而不是直的)的槽纹或平行的波纹。另外，在WO 97/40918中示出了具有曲线波型但具有不同尺寸的波峰和波谷的槽纹。一般，过滤介质是相对挠性的材料，通常是无纺纤维材料(纤维素纤维，合成纤维或两者)，其中经常包括树脂，有时用其他材料进行处理。因而，它可适应或被构造成不同的波纹型式，没有不可接受的介质损坏。另外，它可易于被卷绕或以其它形式构造供使用，同样没有不可接受的介质损坏。当然，在使用过程中它必须具有保持所需波纹构造的特性。在波纹成型过程中，对介质施加非弹性变形。这可防止介质返回到其初始形状。不过，一旦张力被释放，槽纹或波纹趋向于反弹，恢复至少部分已发生的拉伸和弯曲。表面片材有时被接至槽纹片材，以阻止波纹片材的这种反弹。另外，通常介质包含树脂。在波纹成型过程中，介质可被加热到树脂的玻璃转变点之上。当树脂随后冷却时，它会有助于保持槽纹形状。介质的波纹片材3、表面片材4或两者，可在其一个侧面或两个侧面提供细纤维材料，例如根据US 6，673，136，该文献在此被结合入本文。关于ζ过滤结构的一个问题涉及单独槽纹端部的闭合。尽管其它方式是可行的，通常提供密封剂或粘接剂来实现闭合。由上述讨论显而易见，在通常的ζ过滤介质中，尤其是那些采用直槽纹而不是锥形槽纹的介质，需要在上游端和下游端有大的密封剂表面面积 (和体积)。在这些位置的高质量密封对于所产生介质结构的正常工作是至关重要的。高密封剂体积和面积，产生与之相关的问题。现参见图2，其中示出了采用规则的、曲线波形的波纹片材43和非波纹(平的)表面片材44的ζ过滤介质结构40。点50和51之间的距离Dl定义了给定波纹状槽纹53下面的区域52中介质44的延伸部分。由于波纹状槽纹53的形状，相同距离Dl之上的波纹状槽纹53弓形介质的长度D2当然大于D1。对于用于槽纹过滤器应用中的通常规则形状的介质，点50和51之间介质53的线性长度D2经常会是Dl的至少1. 2倍。通常，D2会在 1. 2-2. 0的范围内，包括端值。空气过滤器的一种特别方便的结构具有这样的构造，其中D2 大约为1.25-1.3 Dl0例如，所述介质已经商用于Donaldson Powercore Z过滤装置中。 本文中D2/D1之比有时会被表征为波纹状介质的槽纹/平面比或介质拉伸性。在波纹纸板业中，已经定义了不同标准的槽纹。例如标准E槽纹，标准X槽纹，标准B槽纹，标准C槽纹和标准A槽纹。所附图3结合下表A提供了这些槽纹的定义。Donaldson Company, Inc. (DCI)，本发明的受让人，已经在各种ζ过滤装置中使用了标准A和标准B槽纹的变形。这些槽纹也在表A和图3进行了定义。
表A
权利要求
1.一种过滤器滤芯，包括(a)介质包，所述介质包具有入口面和出口面并且包括由槽纹介质片材固定至表面介质片材构成的单独过滤介质带的层叠结构，以限定在第一和第二相对的流动面之间延伸的入口和出口流动通道；(i)所述过滤介质包阻止空气从中穿过从所述第一流动面流向相对的第二流动面，而不经过介质进行过滤；和，( )所述过滤介质包具有层叠结构，其中四个侧面在第一和第二流动面之间延伸；和，(b)外壳密封结构，所述外壳密封结构模制到位并且围绕所述介质包延伸；所述外壳密封结构包括围绕所述介质包的四个侧面延伸的外周周向外壳密封结构；(i)所述外周周向外壳密封结构具有第一部分，所述第一部分沿着不连续平行于第一侧面和第二流动面之间的介质包边缘的路径延伸通过所述四个侧面中的第一个；(A)所述外周周向外壳密封结构的第一部分以与第一侧面和第二流动面之间的介质包边缘成第一角度X1完全延伸通过所述四个侧面中的第一个；所述第一角度X1至少是2°。
2.根据权利要求1所述的空气过滤器滤芯，其中 (a)所述介质包具有块状层叠的结构。
3.根据权利要求1和2中任一权利要求所述的空气过滤器滤芯，其中 (a)所述第一角度&不大于45°。
4.根据权利要求3所述的空气过滤器滤芯，其中 (a)所述第一角度&在5° -15°的范围内。
5.根据权利要求4所述的空气过滤器滤芯，其中 (a)所述第一角度&是10°。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的空气过滤器滤芯，其中(a)所述外周周向外壳密封结构具有第二部分，所述第二部分沿着不连续平行于第二侧面和第二流动面之间的边缘的路径延伸通过所述四个侧面中的第二个；(i)所述外周周向外壳密封结构的第二部分以与所述第二侧面和第二流动面之间的边缘成第二角度&完全延伸通过所述四个侧面中的第二个；所述第二角度)(2与所述第一角度 X1相同。
7.根据权利要求6所述的空气过滤器滤芯，其中(a)所述外壳密封结构的第一部分和第二部分沿着所述介质包的相对侧彼此镜像设置。
8.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的空气过滤器滤芯，包括(a)第一和第二侧面板，所述第一和第二侧面板设置在介质包的相对侧上。
9.一种空气滤清器组件，包括(a)外壳，所述外壳具有底座和维修盖；(i)所述底座具有第一向外的密封支撑凸缘；和， ( )所述维修盖具有第二向外的密封支撑凸缘；和，(b)根据权利要求1-8中任一权利要求所述的空气过滤器滤芯可操作地设置在所述外壳内，其中所述外周周向外壳密封结构的一部分受压在所述密封支撑凸缘之间。
10. 一种过滤器滤芯，包括(a)介质包，所述介质包具有入口面和出口面并且包括ζ-过滤介质；和，(b)外壳密封结构，所述外壳密封结构固定至所述介质包并且围绕所述介质包延伸； (i)所述外壳密封结构包括底座和夹紧密封唇缘；(A)所述夹紧密封唇缘设置在所述底座上并且与所述底座模制成一体；和，(B)所述底座和夹紧密封唇缘在至少一部分的密封唇缘和介质包之间形成槽。
全文摘要
本发明公开了一种空气过滤装置。所述空气过滤装置包括介质带，它包括槽纹片材固定至表面片材，并形成入口和出口槽纹彼此固定在层叠中。本文描述了介质包结构，包括所述的层叠介质，具有外周周边的外壳密封结构。还公开了包括过滤器滤筒的空气滤清器。还提供了组装和使用的方法。另外，公开了使用的系统。
文档编号B01D46/52GK102512889SQ201110337740
公开日2012年6月27日 申请日期2006年1月12日 优先权日2005年1月13日
发明者B·A·康佩, B·K·尼尔森, B·R·克瑞肖, D·R·莫克, G·L·赖克特, J·S·弗拉格斯塔, K·J·施拉盖, R·J·奥森道夫, T·G·米勒, T·J·伦德格润, W·R·W·毕晓普, 弗拉季米尔·柯拉尼斯基, 达雷尔·韦格纳 申请人:唐纳森公司