CN100531860C - 过滤元件 - Google Patents

Abstract

一种用于去除气流中的夹带物的过滤元件包括过滤介质壁，该过滤介质壁限定出中空空间，以使气流从所述空间流过所述壁。该过滤元件还包括端盖，该端盖具有伸入中空空间的流入管，用于将气流供应到所述空间，所述流入管具有在上游开口端和下游开口端之间延伸的侧壁。在流入管的侧壁中存在至少一个开口。流入管具有上游区间、中游区间以及下游区间，所述区间彼此轴向相邻并且不重叠。这些区间具有至少为流入管长度5%的相同轴向长度，并且布置为它们的平面与流入管的轴线垂直。上游区间中侧壁开口面积的比例小于中游区间，中游区间中侧壁开口面积的比例小于下游区间。

Description

过滤元件

技术领域

本发明涉及用于去除气流中的夹带物的过滤元件。

背景技术

通常需要过滤压缩气流中的气体以使气体对于随后的应用足够清洁，或者使杂质对系统的部件所产生的不利影响降至最低。举例来说，可能需要去除浓缩油，以便使阀上的化学污染和积聚(可能导致阀故障)降至最低，并且可能需要去除固态颗粒物以便使磨损降至最低。

凝聚式过滤器用于通过使液体的气溶胶滴凝聚并且聚集为可以作为液体流动的液滴来收集气流中夹带的液体。这些凝聚式过滤器通常包括几个过滤介质层。举例来说，过滤元件通常包括柱形过滤层以及在过滤元件外部围绕过滤层的柱形防再夹带屏障或“排出层”。介质层的密度和厚度根据气流的流速、气流中杂质的多少以及特性、过滤之后气流中所要求的杂质多少等进行选择。

常用的过滤器结构包括安装在管状外壳中的管状过滤元件。待过滤的气体径向穿过过滤元件的壁。进入过滤器外壳的固态颗粒被过滤元件收集。气体中夹带的小液滴(可能为气溶胶)被过滤元件收集。小液滴可以凝聚成为液滴，液滴然后可以收集在过滤元件的基体上用于排出。于是，可以从过滤器放出清洁的气体。

这种凝聚式过滤元件可以布置为这样，待过滤的气体径向向内流过过滤介质，该过滤介质提供过滤元件的壁。气体被供应至过滤元件与外壳的壁之间的位于过滤元件周围的空腔。然后，气体向内通过过滤元件，用于从过滤元件内的空间放出到终端使用场合。

更常见的是，凝聚式过滤元件布置为这样，待过滤的气体径向向外流过过滤元件的壁：气体被供应至过滤元件内的空腔并且向外经过过滤元件的壁，用于从过滤元件的外表面与外壳的壁之间的空间放出。有时候将后一种过滤元件称为“内外式”过滤元件，反映了气体流过过滤介质的方向。

优选的是，气流中夹带的污染物应该均匀分布于过滤元件的长度上。WO-A-2004/09210公开了具有流入管的过滤元件，该流入管从端盖伸入由过滤元件的壁限定的中空空间。该流入管可以有助于确保含有污染物的气流被引导到与过滤元件的流入端间隔开的过滤元件壁的区域。所公开的过滤元件在其端盖内可以具有周向开口，该周向开口用于将气流供应到靠近流入端的过滤元件壁的区域。这些开口可以由叶片限定，该叶片可以构造成使气体螺旋流过开口。叶片也可以设置在流入管内。

发明内容

本发明提供一种在其端盖内具有流入管的过滤元件，该流入管在其侧壁中具有至少一个开口，其中，所述至少一个开口布置为，经过流入管侧壁的气体体积朝向流入管的端部增大。

因此，在一方面，本发明提供一种用于去除气流中的夹带物的过滤元件，该过滤元件包括：

过滤介质壁，其限定出中空空间，以使气流从所述空间流过所述壁，和

端盖，其具有伸入中空空间的流入管，用于将气流供应到所述空间，所述流入管具有在上游开口端和下游开口端之间延伸的侧壁，并且在其侧壁中具有至少一个开口，

其中，流入管具有上游区间(区段)、中游区间(区段)以及下游区间(区段)，所述区间(区段)彼此轴向相邻并且不重叠，具有至少为流入管长度5％的相同轴向长度，并且布置为它们的平面与流入管的轴线垂直，其中上游区间中侧壁开口面积的比例(开口率)小于中游区间，中游区间中侧壁开口面积(开口率)的比例小于下游区间。

本发明的过滤元件具有如下优势：进入过滤元件的气体可以经由至少一个开口经过侧壁，从而使流入过滤元件中的气体供应分级。这样看来，供应至过滤元件中的气体的逐步增加可以导致流过元件壁的气体更均匀地分布。已经发现，这用于降低过滤元件上的压降。此外，供应至过滤元件中的气体的逐步增加可以导致元件壁上的污染物更均匀地分布，从而避免污染物积聚在元件壁的局部区域。已经发现，这用于增大过滤元件的工作寿命。与公知的诸如WO-A-2004/09210中公开的过滤元件的结构相比，在提高过滤效率方面的优势是显著的，并且使操作成本降低。

优选的是，流入管仲入由过滤介质壁所限定的中空空间内。优选的是，流入管大致为直的，至少在其位于中空空间内的长度部分中如此。优选的是，流入管的长度(从流入管所安装的端盖的内表面测量)与过滤元件的长度(在相对端盖的内表面之间测量)的比率至少为大约0.15，更优选的是，至少为大约0.20，特别是至少为大约0.25。

从用于封闭中空空间的端盖的外表面上的点至流入管的远离端盖的端部来测量流入管的长度，其中，所述外表面是流入管和端盖的连接面。

优选的是，流入管与端盖同轴。这可以帮助污染气体在过滤元件壁上均匀地分布。然而，可以认识到，流入管并非必须与端盖同轴。

流入管可以与端盖一体形成，或者可以分离地形成并且随后固定于端盖。

分离地形成流入管是有利的，因为这允许制造可以固定于标准端盖的大量不同的流入管。然而，将端盖与流入管形成为单一件也是有利的，因为这可以降低制造成本。如果不将多个不同的流入管用于不同的应用场合则尤其如此。

如果流入管与端盖分离地形成，那么端盖和流入管之间的接合面应该形成不透流体的密封。优选的是，流入管和端盖由相同材料构成。优选的是，流入管可以固定于端盖使得随后可以将流入管取出。举例来说，优选的是，通过使用机械紧固方式诸如锁栓、配合螺纹或接合卡销结构等将流入管固定于端盖。更优选的是，流入管和端盖的形状和尺寸使得流入管通过流入管与端盖之间的摩擦力保持在端盖内。

在一些应用场合中有利的是，将流入管固定于端盖使得流入管随后不可以从端盖取出。在该情况下，优选的是，不使用第三方材料将流入管固定于端盖。举例来说，优选的是，通过使用焊接技术例如超声波焊接或热焊接等将流入管固定于端盖。然而，可以认识到，可以通过使用第三方材料例如粘合剂(如，粘接剂)将流入管固定于端盖。

优选的是，端盖具有围绕流入管的外围延伸的开口，用于将气流供应至端盖附近的元件壁。因为这可以帮助污染物在元件壁上均匀地分布，因此这是有利的。

流入管在其内壁中可以具有至少一个螺旋形延伸的膛线结构，该膛线结构使气流在离开流入管时进行螺旋流动。这可以促使气流中的污染物在过滤元件的长度上更均匀地分布。此外，由于进入元件的气体的螺旋流动，可以促进液滴与气流的初步分离。在与本申请一起提交的共同未决的PCT申请中公开了如下过滤元件的细节，其具有流入管并且流入管在其内壁中具有至少一个螺旋形延伸的膛线结构，上述申请要求英国专利申请No.0417457.9的优先权。上述申请中公开的主题结合在本申请的说明书中作为参考。

优选的是，流入管内侧壁中的开口是狭缝，该狭缝在流入管的下游开口端具有开口端部，并且朝向流入管的上游开口端延伸。优选的是，该狭缝平行于流入管的轴线而延伸。然而，该狭缝可以与流入管的轴线成一定角度地延伸。举例来说，该狭缝可以是螺旋形延伸的狭缝。已经发现，螺旋形延伸的狭缝可以使污染物围绕过滤元件壁更均匀地分布。优选的是，由狭缝限定的螺旋角至少为大约5°，或者优选的是，至少为大约10°，特别是，至少为大约15°，例如至少为大约20°。优选的是，由这种结构限定的螺旋角不超过大约75°，但是优选的是，不超过大约60°，例如不超过大约50°。螺旋角是基本上沿着狭缝的一部分(当从侧面看时)投影的直线和与流入管的轴线垂直的平面之间的角度。

优选的是，螺旋形延伸的狭缝在其两端之间围绕流入管的轴线延伸至少大约360°，更优选的是，至少大约720°，例如至少大约1080°。然而，可以认识到，螺旋形延伸的狭缝在其两端之间并非必须延伸至少大约360°。举例来说，螺旋形延伸的狭缝可以在其两端之间延伸至多大约180°。

优选的是，垂直于狭缝方向的螺旋形延伸的狭缝的宽度朝向下游开口端部增大。然而，螺旋形延伸的狭缝并非必须朝向其下游端变宽。举例来说，螺旋形延伸的狭缝可以布置为由狭缝限定的螺旋角朝向其下游端比朝向其上游端更小，从而朝向其下游端提供更密的螺旋，因此侧壁中开口的比例朝向流入管的下游端增大。

优选的是，流入管侧壁中的狭缝数量不止一个。优选的是，设置在流入管侧壁中的狭缝的数量在2个和10个之间，更优选的是，在4个和8个之间，特别优选的是，在5个和7个之间，例如6个。

当存在一个以上的狭缝时，优选的是，狭缝围绕流入管等距离地间隔。举例来说，当存在两个狭缝时，优选的是，狭缝围绕流入管以大约180°的角度彼此间隔开。当存在四个狭缝时，优选的是，狭缝围绕流入管以大约90°的角度彼此间隔开。这可以帮助确保进入过滤元件的气流围绕过滤元件的壁均匀地分布。

优选的是，当在流入管的侧壁中存在一个以上的狭缝时，狭缝的最上游点限定与流入管的轴线垂直的平面，并且至少一个狭缝的宽度从其最上游点向其最下游点增大。然而，并非必须如此。举例来说，狭缝的最上游点可以沿着流入管的长度错开，因此狭缝并非都从流入管的下游开口端至上游开口端延伸相同的轴向距离。

优选的是，当一个以上的狭缝设置在流入管的侧壁中时，所述狭缝的形状和构造相同。然而，并非必须如此。举例来说，第一狭缝在其最下游点处可以比第二狭缝在其最下游点处更宽。此外，第一狭缝可以围绕流入管基本螺旋形地延伸，而第二狭缝可以基本平行于流入管的轴线延伸。

当一个以上的狭缝设置在流入管的侧壁中时，狭缝的宽度并非必须朝向下游端增大。举例来说，狭缝可以朝向流入管的上游开口端延伸不同的轴向长度，使得上游区间中的狭缝数量少于中游区间中的狭缝数量，且中游区间中的狭缝数量少于下游区间中的狭缝数量。

侧壁中的至少一个开口可以是基本横向延伸通过侧壁的孔，使得该孔由侧壁包围，也就是说，该孔具有闭合横截面。当只有一个孔时，孔的尺寸将朝向流入管的下游端增大。

优选的是，存在多个孔。举例来说，优选的是，孔的数量至少为2个，更优选的是，至少为10个，例如至少为20个或者25个。可以存在少于大约75个孔，优选的是少于大约50个孔，更优选的是，少于大约40个孔，例如少于大约25个孔。

优选的是，所述孔布置为上游区间中的孔的数量少于中游区间中的孔的数量，且中游区间中的孔的数量少于下游区间中的孔的数量。优选的是，孔的尺寸相等。然而，可以认识到，孔的尺寸可以改变。举例来说，上游区间、中游区间和下游区间中的孔的数量可以相等，并且上游区间中的孔的尺寸可以小于中游区间中的孔的尺寸，中游区间中的孔的尺寸可以小于下游区间中的孔的尺寸。

孔的形状可以是任何规则或者不规则的形状。优选的是，孔为圆形，例如椭圆形。然而，孔可以为诸如方形、六边形等任何形状，并且可以构造成孔围绕流入管螺旋形地延伸。优选的是，孔的形状相同。然而，可以认识到，孔的形状并非必须彼此相同。举例来说，至少一个孔可以是圆形，且至少另一个孔可以是六边形。

优选的是，孔布置成在每个带中围绕流入管等距离地间隔。举例来说，如果上游区间中存在四个孔，那么优选的是，它们围绕流入管以大约90°的角度彼此间隔开。优选的是，孔布置成在每个带中孔中央的点限定垂直于流入管的轴线而延伸的平面。

优选的是，流入管的侧壁中存在至少两个开口。优选的是，当存在一个以上的开口时，所述开口或者全部为狭缝或者全部为孔。然而，当存在一个以上的开口时，至少一个开口可以是狭缝，且至少一个开口可以是孔。

上游区间、中游区间以及下游区间具有至少为流入管长度5％的轴向长度。举例来说，如果流入管的长度是10cm，那么上游区间、中游区间以及下游区间具有至少0.5cm的轴向长度。然而，优选的是，每个带的轴向长度至少是流入管长度的10％，例如至少是流入管长度的20％。举例来说，如果流入管的长度是10cm，那么优选的是，每个带的轴向长度至少是1cm，例如至少是2cm。优选的是，每个带的轴向长度不大于流入管长度的30％，更优选的是，不大于流入管长度的25％，例如不大于流入管长度的20％。

上游区间中侧壁开口面积的比例(开口率)小于中游区间，中游区间中侧壁开口面积的比例小于下游区间。优选的是，上游区间中侧壁面积的至少2％是开口的，中游区间中侧壁面积的至少5％是开口的，下游区间中侧壁面积的至少10％是开口的。优选的是，上游区间中侧壁面积的不超过50％是开口的，中游区间中侧壁面积的不超过70％是开口的，下游区间中侧壁面积的不超过85％是开口的。举例来说，上游区间中侧壁面积的5％可以是开口的，中游区间中侧壁面积的10％可以是开口的，下游区间中侧壁面积的15％可以是开口的。

优选的是，从流入管的上游开口端到下游开口端，侧壁开口的比例单调地(可选择地，并且连续地)增大。当孔为狭缝的形式时，这一点可能尤其适用。当存在多个孔时，可以确定多个垂直于流入管轴线的平面，其中，下游平面的侧壁开口的部分是零，或者小于上游平面。然而，可以认识到，当上游区间、中游区间以及下游区间具有足够的轴向长度，使得这些区间占据流入管长度的很大一部分时，孔构造成流入管开口的比例朝向流入管的下游开口端增大，即使这种增大的形式分为多个明显的级。

优选的是，至少一个开口布置为，侧壁开口的比例从流入管的上游开口端到下游开口端均匀地增大。然而，可以认识到，至少一个开口并非必须布置为侧壁开口的比例均匀地增大。举例来说，上游区间和中游区间之间侧壁开口的比例的变化率可以小于中游区间和下游区间之间侧壁开口的比例的变化率。此外，上游区间和中游区间之间的所述变化率可以大于中游区间和下游区间之间的所述变化率。

优选的是，至少一个开口至少延伸到如下点，即该点与流入管的下游开口端的间隔不超过流入管长度的大约5％。因此，下游区间位于或者靠近流入管的最下游点，从而确保具有最大开口比例的侧壁部分位于流入管的最下游点处。

优选的是，流入管轴向长度的至少10％没有开口，更优选的是，至少30％没有开口，特别优选的是，至少50％没有开口。优选的是，流入管轴向长度的至少15％具有开口，更优选的是，至少25％具有开口，特别优选的是，至少40％具有开口。

优选的是，最上游开口的最上游点位于流入管的接近下游开口端的一半内。因此，优选的是，没有开口设置在流入管的接近上游开口端的一半内。这可能具有优势，因为这确保进入过滤组件的很大部分气体被朝向流入管的下游开口端引导，并且朝向过滤元件的远离端盖的端部供应到过滤元件。

通常，过滤元件包括位于过滤介质壁的相对端的第一端盖和第二端盖，并且入口设置在第一端盖上。第二端盖经常直接或间接地与外壳本体的内壁接合，这可以有助于使过滤元件沿轴向或者横向或者沿此两个方向定位于外壳内。

适合用于过滤元件中的材料根据待过滤气体的性质、将要从气体中过滤的污染物(液滴、气溶胶、固体颗粒等)的性质、过滤器上的压差等进行选择。这种材料是公知的，包括在DomnickHunter Limited销售的商标为OIL-X的产品中使用的材料。用作过滤介质(过滤层)的合适的材料包括硼硅酸盐和其它的玻璃纤维、活性炭矿物、活化硅土材料等。过滤层可以由编织纤维构成。然而，可以认识到，过滤层可以由非编织纤维的片材构成。举例来说，由有机或无机细纤维构成的微纤维过滤层为优选的。优选的是，将粗纤维层安装在微纤维过滤层的内部。该粗纤维层可以保护微纤维层免遭大颗粒污染物的污染。

优选的是，过滤层可以包括折叠为带凹槽或带褶皱的材料层。这可以增大流过过滤元件的气体将要通过的过滤层的表面积。这还有助于增大过滤层的刚度。

过滤层可以在其外部由“防再夹带”层或排出层包围。排出层特别用于如下过滤元件中，即其中将要从气体中过滤的污染物的本质为气溶胶或液滴的形式。过滤元件的排出层材料可以为任何如下材料，即其能够留住已经由过滤层凝聚并且通过流过排出层的气流带到排出层的液体。过滤元件的排出层通常为多孔性的，并且由促使凝聚的液体朝向过滤元件基部流动的材料构成。影响排出特性的因素包括孔径和结构以及排出层的材料，包括例如与材料接触的液体的表面能。适合用于排出层中的材料用于DomnickHunter Limited销售的商标为OIL-X的类似产品中。合适的材料包括开孔泡沫塑料、粘结织物材料和膨胀泡沫材料。

过滤元件可以包括至少一个用于过滤层的支撑件。这可以有助于将过滤层保持在过滤元件内的适当位置中。这还可以增大过滤元件的刚度。支撑件可以设置在中空空间内，置于过滤层的内表面上。支撑件可以置于过滤层外部，例如置于过滤层与排出层之间。优选的是，由刚性材料构成的第一支撑件在过滤层的内表面上置于中空空间内，而由刚性材料构成的第二支撑件置于过滤层外部。优选的是，所述或每个支撑件带有孔，从而允许气流从中流过。用于支撑件的材料应该具有足够的刚度，以承受在元件与包括该元件的组件进行组装的过程中以及使用过程中元件将要受到的力。该材料可以为金属，例如不锈钢。

优选的是，过滤元件沿其长度具有基本上恒定的横截面形状。优选的是，过滤元件的横截面基本上为圆的。举例来说，过滤元件可以为圆形或椭圆形。然而，可以认识到，过滤元件的横截面并非必须为圆的。举例来说，该横截面可以为方形、三角形或任何其它规则或不规则的形状。

当沿着过滤元件的轴线观看时，过滤元件的形状(过滤元件的横截面形状)通常在过滤元件长度的至少大部分上为大致恒定。然而，可以认识到，过滤元件的横截面形状并非必须为恒定的。举例来说，过滤元件可以为圆锥形或角锥形。

端盖和所述壁在其接合面处的横截面应该大体上相同，使得端盖可以与所述壁配合在一起，从而提供不透流体的密封。优选的是，过滤层和排出层保持并密封在设置于第一端盖中的槽中。

过滤介质通常应该密封于第二端盖，使得不存在气体流过过滤介质的路径。优选的是，过滤层保持并密封在设置于第二端盖中的槽中。优选的是，排出层延伸经过第二端盖的最外的边缘，并且密封于第二端盖的底面。

过滤介质(或其一个或多个层)可以利用大量粘合物诸如粘接剂等密封于端盖。粘合物应该根据在使用中元件将要接触的流体进行选择，使得在粘合物与流体之间不存在不利的反应。过滤介质可以利用其它技术诸如焊接(例如通过局部加热或通过超声波焊接)密封于端盖。

排出介质(或其一个或多个层)可以利用大量粘合物诸如粘接剂等密封于端盖。粘合物应该根据在使用中元件将要接触的流体进行选择，使得在粘合物与流体之间不存在不利的反应。排出介质可以利用其它技术诸如焊接(例如通过局部加热或通过超声波焊接)密封于端盖。

优选的是，每个端盖或端盖之一由聚合材料构成。优选的聚合材料包括聚烯烃(特别是聚乙烯和聚丙烯)、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯等。用于端盖的聚合材料可以通过例如纤维材料(特别是玻璃纤维或碳纤维)增强。优选的是，这些端盖包含相同的材料。也可以使用聚合材料之外的其它材料例如金属。

优选的是，每个端盖或端盖之一通过模制方法例如通过注射成型而形成。

优选的是，排出层从过滤元件的壁延伸经过第二端盖的外表面的至少一部分，并且经过第二端盖的背向第一端盖的表面。这可以方便将凝聚的流体从过滤元件的排出层排出到组件的贮液器中，流体可以从贮液器中收集并且处置。在与本申请一起提交的共同未决的PCT申请中公开了如下过滤元件的细节，其中排出层从过滤元件的壁延伸经过第二端盖的外表面的至少一部分，经过第二端盖的背向第一端盖的表面，上述申请要求英国专利申请No.0417455.3的优先权。上述申请中公开的主题结合在本申请的说明书中作为参考。

优选的是，过滤元件的与具有入口的端盖相对的端部具有凸起的中央部分。这可以改进流体通过过滤元件的流动，因为该结构可以使流体与过滤元件的轴线成一定角度地流动。因此，这可以促使流体朝向和通过过滤元件的壁流动。可以认识到，该结构并非必须位于过滤元件端盖的中央。举例来说，该结构可以是偏心的。

优选的是，凸起的中央部分从如下基部朝向具有入口的端盖延伸，即其位于过滤元件的与所述端盖相对的端部的表面上。优选的是，凸起的中央部分沿其长度具有基本上恒定的横截面形状。优选的是，凸起的中央部分的横截面一般为圆的。举例来说，凸起的中央部分的横截面可以为圆形或者椭圆形。然而，可以认识到，凸起的中央部分的横截面并非必须为圆的。举例来说，该横截面可以为方形、三角形或任何其它规则或不规则的形状。

优选的是，当沿其轴线观看时，凸起的中央部分的尺寸(其横截面尺寸)从第二端盖向第一端盖减小。优选的是，横截面尺寸以恒定比率减小。举例来说，凸起的中央部分可以为圆锥形或角锥形。然而，可以认识到，横截面尺寸并非必须以恒定比率减小。

在另一方面，本发明提供一种用于收集气流中的夹带物的过滤组件，其包括如上所述的过滤元件和过滤元件容纳于其中的外壳。

外壳可以包括头部和本体。头部和本体可以为可分离的，从而使得可以触及外壳的内部，特别是用于更换过滤元件。头部和本体应该能够例如通过配合螺纹或通过配合卡销结构彼此相连以形成不透流体的密封。

外壳应该提供气流流入外壳的入口以及已经经过过滤介质的气体可以离开外壳的出口。入口和出口通常设置在外壳头部中。

优选的是，端盖，或者第二端盖(或者每个端盖)(当设置有第二端盖时)具有用于将过滤元件置于过滤组件的外壳中的构件，具体地说，用于控制过滤元件在外壳内对准。举例来说，端盖可以具有至少一个肋，其容纳在外壳中的合适的槽中。当端盖具有肋时，这还可以方便在相对于外壳头部旋转外壳本体时将过滤元件从外壳头部松开。在与本申请一起提交的共同未决的PCT申请中公开了如下过滤组件的细节，其中端盖可以具有至少一个肋并且该肋容纳在外壳中的合适的槽中，上述申请要求英国专利申请No.0417463.7和No.0428567.2的优先权。上述申请中公开的主题结合在本申请的说明书中作为参考。

优选的是，外壳包括其中可以收集从排出层排出的凝集液体的贮液器。贮液器可以由外壳内位于过滤元件下方的空间提供。

优选的是，外壳包括从排出层排出凝集液体的排出口。该排出口通常用于去除已经收集在贮液器中的液体。该排出口应该优选能够在不对外壳减压的情况下打开。在EP-A-0081826中公开了合适的排出机构。

外壳应该由能够承受使用中所经受的内压的材料构成。金属通常是优选的，例如铝及其合金以及某些钢。

位于过滤元件的端盖处的入口应该可以与用于该过滤元件的外壳内的部件连接，从而形成不透流体的密封。这可以确保所有进入过滤组件入口的气体进入过滤元件。用于密封入口的技术为人公知，例如在WO-A-99/30798中公开了这种技术。

优选的是，采用如下的连接方式将外壳的部件安装在一起而将其连接，即作为凸出件的本体部分安装在作为凹入件的头部中。

优选的是，为了与外壳的头部形成不透流体的密封，过滤元件的端盖上的入口具有可压缩的O型圈密封件。

可以设置具有第一管口和第二管口的流道，所述第一管口与用于待过滤气体的口(通常是外壳头部中的入口)连通，所述第二管口与端盖的流入管连通。通常，朝向和背离组件的气流流动是水平的。过滤元件通常竖直地布置，使得外壳头部位于外壳顶部，而过滤元件位于其下面。在这种结构中，第一管口的轴线和第二管口的轴线不相对正。通常，第一管口的轴线基本垂直于第二管口的轴线。

优选的是，流道构造成为在第一管口与第二管口之间流动的气体提供平滑的流动路径。与例如具有不连续流动路径的流道(该流动路径急剧变向或者包括台阶或其它阻碍物)相比，平滑流动路径可以构造成降低气流流动的阻力。

流道可以作为端盖的一部分提供。然而，优选的是，流道与端盖分离地形成并且随后固定于端盖。这可以降低制造端盖的成本，当以模制工序形成端盖和流道时尤其如此。过滤元件内的入口与流道之间的接合面应该形成不透流体的密封以确保流过流道的所有气体进入过滤元件。优选的是，流道和端盖由相同的材料构成。优选的是，流道可以固定于端盖使其随后可以取出。举例来说，优选的是，通过使用机械紧固方式诸如锁栓、配合螺纹或接合卡销结构等将流道固定于端盖。更优选的是，流道和端盖入口的形状和尺寸使得流道通过流道与端盖之间的摩擦力保持在端盖内。

优选的是，在组件组装之后流道伸入外壳的头部。密封件可以设置在外壳和流道的彼此接触的表面之一或两者中。举例来说，密封件可以围绕第一管口设置在流道的表面中。密封件可以设置在该表面的槽中。密封件可以作为流道的可分离部件。密封件可以形成为流道的一体部分，例如通过成型于合适的位置而形成。根据组件的应用场合选择根据本发明的组件中用于密封件的材料，密封件通常由弹性材料提供。

头部可以具有其中容纳流道端部的孔。优选的是，外壳的头部具有限定头部内的主腔的内壁，所述主腔与外壳的入口和出口之一连通，也与管状过滤元件内的中空空间连通。通常，所述口的轴线与管状过滤元件的轴线不相对正。优选的是，密封件设置在位于或者朝向主腔的自由端的主腔内壁与位于流道的第二管口处的流道之间。优选的是，流道从中空空间伸入主腔。已经发现，设置从中空空间伸入主腔的流道可以产生巨大的优势，包括可以减少在所述口与中空空间之间的腔室内的气体流动中因为轴线不相对正而引起的紊乱。此外，考虑到与其它组件例如WO-02/38247中公开的组件相比使流动阻力最小，这种组件对于头部的设计可以具有更小的限制。在与本申请一起提交的共同未决的PCT申请中公开了具有流道伸入其中的主腔的过滤组件的细节，上述申请要求英国专利申请No.0417458.7的优先权。上述申请中公开的主题结合在本申请的说明书中作为参考。

流道可以在其制造过程中具有另外的特征。举例来说，端口可以形成于其中，用于与指示管道内压力的装置连接。这种端口是公知的，例如WO-A-99/30798中所公开。在与本申请一起提交的共同未决的PCT申请中公开了这种端口的可选布置的细节，上述申请要求英国专利申请No.0417458.7的优先权。上述申请中公开的主题结合在本申请的说明书中作为参考。

流道可以包括至少一个位于其内部的叶片，使得在第一管口与第二管口之间沿着流道的气流可以经过叶片，并且因为叶片而变得平滑。已经发现，与不包括叶片的流道相比，流道中设置的叶片使气流经过流道的阻力降低。这使得与公知的普通类型的组件相比能够提高过滤元件的效率。在与本申请一起提交的共同未决的PCT申请中公开了包括流道(具有叶片)的过滤组件的细节，上述申请要求英国专利申请No.0417464.5的优先权。上述申请中公开的主题结合在本申请的说明书中作为参考。

优选的是，流道包括至少两个所述叶片。

流道可以由可配合的第一部件和第二部件形成，其中，第一部件包括流道壁的第一部分和叶片，第二部件包括流道壁的第二部分，该第二部分具有形成于其中的凹部，当第一部件和第二部件配合在一起时，叶片的远离流道壁第一部分的端部可以容纳于该凹部中。优选的是，流道的可配合第一部件和第二部件在包含第一管口轴线与第二管口轴线的平面内配合。在与本申请一起提交的共同未决的PCT申请中公开了如下过滤组件的细节，其中流道可以由可配合的第一部件和第二部件形成，上述申请要求英国专利申请No.0417464.5的优先权。上述申请中公开的主题结合在本申请的说明书中作为参考。

当设置有第二端盖时，并且当排出层从过滤元件的壁延伸经过第二端盖的外表面的至少一部分，经过第二端盖的背向第一端盖的表面时，排出层的位于第二端盖与外壳之间的部分可以由至少一个纵向延伸的翅片压缩。这可以方便将凝聚的流体从过滤元件的排出层排出到组件的贮液器中，流体可以从贮液器中收集并且处置。外壳壁与第二端盖的经由翅片和排出层的有效接合还可以有助于使过滤元件在横向上定位于外壳内。这可以促使在外壳与过滤元件之间形成可靠密封，否则，如果过滤元件能够在外壳内横向移动，那么这种密封可能受到干扰。过滤元件在外壳内的横向位置与相互啮合的肋和槽所提供的轴向位置协同作用。在与本申请一起提交的共同未决的PCT申请中公开了如下过滤组件的细节，其中排出层的位于第二端盖与外壳之间的部分由至少一个纵向延伸的翅片压缩，上述申请要求英国专利申请No.0417459.5的优先权。上述申请中公开的主题结合在本申请的说明书中作为参考。

附图说明

现在将参照附图仅仅作为示例地描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的过滤组件的侧面剖视图，该过滤组件包括过滤元件和外壳，在使用时过滤元件位于外壳中。

图2是根据本发明的过滤元件的侧面剖视图。

图3是图2所示过滤元件的顶端盖的侧面剖视图。

图4是图2所示过滤元件的顶端盖的示意性透视图。

图5是图2所示过滤元件的顶端盖的示意性顶视图。

图6是图2所示过滤元件的顶端盖的示意性剖视图，示出过滤元件的进入管的第二实施例。

图7是图2所示过滤元件的顶端盖的示意性剖视图，示出过滤元件的进入管的第三实施例。

图8是图2所示过滤元件的顶端盖的示意性剖视图，示出过滤元件的进入管的第四实施例。

图9是图2所示过滤元件的顶端盖的示意性剖视图，示出过滤元件的进入管的第五实施例。

图10是图2所示过滤元件的顶端盖的示意性剖视图，示出过滤元件的进入管的第六实施例。

图11是图2所示过滤元件的第一叶片的剖视图。

图12是根据第二实施例的图2所示过滤元件的第一叶片的剖视图。

图13是根据第三实施例的图2所示过滤元件的第一叶片的剖视图。

图14是根据第四实施例的图2所示过滤元件的第一叶片的剖视图。

图15是根据本发明的流道的侧面剖视图，示出第一叶片的位置的计算方法。

图16是图15所示流道的侧面剖视图，示出叶片的节弦比的计算方法。

图17是图15所示流道的侧面剖视图，示出叶片所限定的子流道的半径比和高宽比的计算方法。

图18a是根据本发明的两件流道中的第一部件的示意性透视图。

图18b是根图18a所示两件流道中的第二部件的示意性透视图。

具体实施方式

参照附图，图2示出过滤元件，该过滤元件包括由过滤介质形成的柱形壁部分2，以及顶端盖4和底端盖6。

壁部分2在其内部限定出中空空间8。壁2的过滤介质包括柱形过滤层10和柱形防再夹带层或排出层12，该层12在过滤元件外部紧密配合在过滤层周围。

顶端盖4包括流道34，该流道限定用于待过滤气体的流动路径36。在流道34内具有端口80，该端口与用于测量过滤元件压差的仪器相连接。当过滤元件位于外壳(下面将更详细地说明)内时，端口80可以容纳在外壳头部中面向下的插座内，从而通过压缩端口外表面与插座内表面之间的O型圈而形成密封。

流道34包括具有第一轴线A的第一开口162以及具有第二轴线B的第二开口164。第一开口162的轴线A与第二开口164的轴线B之间的角度为90°。流道34提供两个开口之间的连续流动路径，并因此在使用时为穿过其中的气流提供平滑的方向改变。流道34围绕轴线D转动，该轴线D垂直于第一开口162的轴线A和第二开口164的轴线B而延伸。(如图2所示，流道34转动所围绕的轴线D与获得过滤元件的图2所示横截面时截取的平面垂直地延伸。)

流道34包括在流道上垂直延伸的第一曲形叶片158、第二曲形叶片159和第三曲形叶片160。每个叶片围绕其自己的轴线弯曲，并且每个叶片的曲率半径相同。此外，在其前缘与后缘之间测量的每个叶片的叶片长度相等。叶片弯曲所围绕的轴线与第一开口162的轴线A和第二开口164的轴线B垂直地延伸。举例来说，如图2所示，第二叶片159围绕轴线C弯曲，轴线C与流道34转动所围绕的轴线D平行地延伸。每个叶片具有凹面168和凸面170，其中每个叶片的凹面面向流道34的第一开口162和第二开口164。因此，叶片有助于引导第一开口162与第二开口164之间的气体流动。

第一叶片158、第二叶片159和第三叶片160的形状和构造相同，并且在下面参照图11中的第一叶片158得到更详细地显示。如图所示，第一叶片158具有：倒圆的前缘172以及后缘174，当过滤元件在使用时该前缘面向气体流动的方向176。第一叶片158的厚度在其前缘与后缘之间基本上恒定。该叶片具有位于其后缘174附近的直部182以及在叶片前缘与该直部之间延伸的曲形部186。直部182的长度为叶片前缘172与后缘174之间的叶片158总长度的5％。在使用时叶片相对于气流的迎角(即，平行于叶片158紧上游的气流的方向延伸的直线176与在叶片前缘172处与叶片的凸面170相切地延伸的直线186之间的角度180)为4°。

第一叶片158、第二叶片159和第三叶片160并非必须具有如图11所示叶片的形状和构造。举例来说，叶片可以具有如图12所示的肘形叶片188的形状和构造。肘形叶片188在构造上与图11所示的叶片基本上类似，相同的部件具有相同的参考标记。然而，肘形叶片188包括：直前部190，其位于叶片前缘172附近；直后部192，其位于叶片后缘174附近；以及曲形部194，其位于直前部190与直后部192之间。

此外，第一叶片158、第二叶片159和第三叶片160可以具有如图13所示的新月形叶片196的形状和构造。新月形叶片196在构造上与图11所示的叶片基本上类似，相同的部件具有相同的参考标记。然而，新月形叶片196的厚度在其前缘172与后缘174之间不是均匀的。实际上，当从前缘172朝向前缘172与后缘174之间的中点前进时，新月形叶片196的厚度连续增大，当从中点向后缘前进时，新月形叶片196的厚度连续减小。

此外，第一叶片158、第二叶片159和第三叶片160可以具有如图14所示的曲翼形叶片198的形状和构造。曲翼形叶片198在构造上与图11所示的叶片类似，相同的部件具有相同的参考标记。然而，曲翼形叶片198的厚度在其前缘172与后缘174之间不是均匀的，并且靠近前缘处通常比靠近后缘处更厚。

现在再参照图2，图2所示第一叶片158、第二叶片159和第三叶片160的节弦比为0.45。

第一叶片158、第二叶片159和第三叶片160布置为使得全部子流道(下面将要参照图17详细说明)的半径比至少为1。

第一叶片158、第二叶片159和第三叶片160布置为使得全部子流道的高宽比至少为1。

图15至图17示出如何计算最内侧叶片的凹面与该叶片的凹面所面向的流道的壁之间的优选距离以及带有叶片的流道的节弦比、半径比和高宽比。为了使显示简化，图15至图17所示的流道34只包括第一叶片232和第二叶片234。另外，图15所示流道34的所有其它部件与图2所示流道的部件相同，并且具有相同的参考标记。

如图15所示，最内侧叶片(即第一叶片232)的优选位置可以计算为，该叶片的凹面168与该叶片的凹面所面向的流道的壁之间的距离200等于R-rcos(θ/2)，其中(R)是流道34的转弯中心线204的曲率半径202，(r)是第一叶片232的曲率半径206，θ是第一管口162的轴线与第二管口164的轴线之间的角度(即如图2和图15所示的90°)。

如图16所示，节弦比计算为第一叶片232的中点与第二叶片234的中点之间的距离208与叶片的弦长210之间的比率。

如图17所示，第一叶片232与第二叶片234将流道34划分为分别具有第一转弯中心线212、第二转弯中心线214和第三转弯中心线216的第一子流道、第二子流道和第三子流道。具有第二转弯中心线214的第二子流道的半径比计算为如下值，即第二子流道的第二转弯中心线214的曲率半径218与在第一叶片232与第二叶片234之间测量的该子流道的宽度208之间的比率。

仍然参照图17，具有第二转弯中心线214的第二子流道的高宽比计算为如下值，即第二子流道的深度与在第一叶片232与第二叶片234之间测量的该子流道的宽度208之间的比率。如图4所示，子流道的深度是流道34的相对壁之间的距离220，形成子流道的叶片在所述相对壁之间延伸。

现在参照图2，过滤元件的流道34和顶端盖4形成为分离件。此外，流道34由两件形成。

两件式流道34示于图18a和图18b中。为了简化起见，图18a和图18b中所示的流道34只包括第一叶片232和第二叶片234。另外，图18a和图18b所示流道34的所有其它部件与图2所示流道的部件相同，并且具有相同的参考标记。参照图18a和图18b，流道34包括可配合的第一部件221和第二部件222。除了第一叶片232和第二叶片234从流道34的第一部件221延伸并且是第一部件221的一部分之外，第一部件221和第二部件222彼此互为镜像(两个件的对称面延伸经过第一管口162的轴线与第二管口164的轴线)。第一叶片232和第二叶片234在其自由端(即，叶片由其延伸的第一部件221的壁的远端)分别具有突出部分224、226，该突出部分可以容纳在流道34的第二部件的壁中所形成的对应凹部228、230中。因此，当第一部件221和第二部件222置于一起形成流道34时，突出部分224、226容纳在对应的凹部228、230中，使得第一叶片232和第二叶片234在其自由端固定于第二部件222。

再次参照图2，顶端盖4还包括与顶端盖4同轴的流入管106，该流入管从流道34的第二管口164部分地伸入中空空间8中，成为下游的开口端。在该实施例中，流入管106和顶端盖4为一件。然而，可以认识到，流入管106和顶端盖4并非必须为一件。流入管106限定待过滤气体的流动路径108，并且与顶端盖4的流动路径36流体连接。

顶端盖4具有环绕流道34附近的流入管106延伸的环形口112。流入管106通过在顶端盖4与流入管106之间延伸的翅片114保持在环形口112中。

如图3最佳显示，流入管106具有膛线结构，该膛线结构限定于流入管106的内壁上，从流入管106的位于顶端盖4附近的端部朝向流入管106的远离顶端盖的末端延伸。膛线结构由在流入管106的内壁上螺旋形延伸的脊部110提供。

现在参照图4，图中显示了图2所示顶端盖4的示意性透视图。为了简化并且能够示出螺旋形延伸的槽110，图中没有示出第一叶片158。如图所示，流入管106在其侧壁中具有第一开口116、第二开口118、第三开口119以及第四开口(未示出)。这些开口为如下狭缝的形式，其从流入管106的下游开口端处的开口端部均匀地变小，朝向流入管的上游开口端到达某一点。因此，流入管106的侧壁中开口的比例(开口率)朝向流入管的下游开口端增大。这些狭缝沿着与流入管的轴线平行的方向并且顺着流入管长度的50％延伸。这些狭缝围绕流入管106等距离地设置，也就是说，围绕流入管以大约90°的角度彼此间隔开。

图6至图10显示根据本发明的流入管的可选实施例，该实施例可以用于图2所示的顶端盖4。图6至图10所示的顶端盖4与图2所示的顶端盖相同。然而，为了简化，没有示出第一叶片158、第二叶片159、第三叶片160以及螺旋形延仲的脊部110。

图6示出根据本发明的流入管120，除了第一狭缝、第二狭缝、第三狭缝以及第四狭缝变小至平坦端部122(而非一点)之外，该流入管与图2所示流入管在构造上相似。

图7示出流入管124，除了流入管124只有一个螺旋形延伸的狭缝形式的开口126之外，该流入管124与图2所示流入管在构造上相似。螺旋形延伸的狭缝从流入管124的下游开口端处的开口端部朝向流入管的上游开口端延伸至某一点。如图所示，与流入管124的轴线垂直的平面和基本上沿着狭缝126的一部分投影的直线之间的角度是恒定的。然而，与基本上沿着狭缝的一部分投影的直线垂直地截取而获得的螺旋形延伸的狭缝126的宽度朝向上游的开口端减小。因此，流入管124的侧壁中开口的比例(开口率)朝向流入管的下游开口端增大。

图8示出流入管128，该流入管128与图7所示流入管在构造上的相似之处在于，流入管128只有一个螺旋形延伸的狭缝形式的开口130。然而，与图7所示的流入管124相反，图8所示狭缝130的宽度沿其整个长度为恒定的。此外，与流入管128的轴线垂直的平面和基本上沿着狭缝130的一部分投影的直线之间的角度朝向流入管的下游开口端减小。因此，流入管128的侧壁中开口的比例(开口率)朝向流入管的下游开口端增大。

图9示出根据本发明的流入管132，除了侧壁具有多个孔形式的开口134之外，该流入管与图2所示流入管在构造上相似。这些孔可以划分为完全落入三个围绕流入管延伸的区段或带(由136一般地表示的上游区间、中游区间138以及下游区间140)内，每个区段或带限定与流入管的轴线垂直的平面。上游区间136位于流入管132的下半部中。在上游区间136中存在四个孔(图9中只能看到一个)，在中游区间138中存在八个孔(图9中只能看到两个)，在下游区间140中存在十二个孔(图9中只能看到三个)。这些孔具有两个等长的平行直边，并且在孔的于平行边之间延伸的每个端部具有凸出端。平行边的长度长于其间的横向距离。全部孔134在形状和尺寸上相同。

上游区间136中的四个孔围绕流入管132等距离地设置，也就是说，围绕流入管以大约90°的角度彼此间隔开。中游区间138中的八个孔划分成四个两孔的组。这四个两孔的组围绕流入管132等距离地设置，也就是说，围绕流入管以大约90°的角度彼此间隔开。下游区间140中的十二个孔划分成四个三孔的组。这四个三孔的组围绕流入管132等距离地设置，也就是说，围绕流入管以大约90°的角度彼此间隔开。因此，流入管132的侧壁中开口的比例(开口率)朝向流入管的下游开口端增大。

图10示出流入管142，除了如下差别之外，该流入管与图9所示流入管在构造上相似，所述差别即，孔152的形状为圆形，可以划分四个区段或带(由144一般地表示的上游区间、中上游区间146、中下游区间148以及下游区间150)，而非划分为三个区段或带。在上游区间144中存在四个孔(图10中只能看到一个)，在中上游区间146中存在八个孔(图10中只能看到两个)，在中下游区间148中存在十二个孔(图10中只能看到三个)，在下游区间150中存在十六个孔(图10中只能看到四个)。

再次参照图2，每个端盖具有形成于其中的槽14。过滤层10和排出层12的顶部保持并密封在顶端盖4的槽14中。过滤层的底部保持并密封在底端盖6的槽14中。

底端盖6还包括凸缘部分16，该凸缘部分与第二端盖的背向顶端盖4的表面20隔开。凸缘部分16基本上横向于过滤元件的轴线延伸。凸缘部分16相对于底端盖6的中央设置，并且经由在底端盖6与凸缘部分16之间延伸的同轴支柱28与底端盖6隔开。凸缘部分16和第二端盖6在其间限定出环形槽22，其中可以容纳排出层。该槽向内变小，使得凸缘与端盖表面之间的距离逐渐减小。因此，当从一侧观看端盖时，该槽大致为V形。

排出层12的底部包围在底端盖6的槽14的壁18上，并且在底端盖的底面20下折叠到第二端盖6与凸缘部分16之间的环形槽22中。排出层12通过诸如弹性带或O型圈等弹性材料环98固定在空间22中，该弹性材料环98可以拉伸以配合在凸缘上。环98的尺寸使其夹在槽和排出层的相对表面之间：当环中的张力(因为将环拉伸以配合在凸缘上而产生)减小时，环的材料的横向尺寸稍大于排出层与槽相对表面之间的距离。这导致环和排出层稍稍压缩，使得排出层被夹持在环形槽中。凸缘的直径小于端盖的直径，以至于折叠在底面20上的排出层12的至少一部分30露出。

底端盖6还具有中央竖立部分100。该中央竖立部分100从底端盖6所限定的中空空间的底部朝向第一端盖延伸。中央竖立部分100具有大致柱形的基部102以及从该基部向第一端盖4延伸的大致锥形的部分104。柱形基部102的直径与支柱28的直径相等。

现在参照图1，图中显示根据本发明的组件，该组件包括外壳50，当使用时图2所示的过滤元件可以位于该外壳中。然而，如图所示，与图2所示过滤元件基本上相同的过滤元件的可选实施例位于外壳中。

除了延伸部分236设置在流道34的外壁上并且背离第二管口164延伸，而非用于与仪器连接的端口80之外，图1所示的过滤元件与图2所示过滤元件基本上相同。延伸部分236包括：座靠部分238，其具有大致圆形的横截面；以及翅片240，其具有大致平面的构造，其在座靠部分238与流道34之间延伸。座靠部分238提供大致平面的表面244以及壁256，其中壁256围绕表面244的外围并且背离第二管口164延伸。压差测量装置(下面将更详细地讨论)可以容纳并包含在座靠部分的表面244和壁256限定的区域内。延伸部分236构造成，使得圆形座靠部分238的轴线相对于第二管口164的轴线倾斜5°。因此，如图1所示，当在横截面中观看时，座靠部分238显得相对于过滤元件倾斜。能够容纳O型圈的槽242围绕壁256的外围形成。通气口246形成于延伸部分236内，该通气口在流道34的流动路径36与座靠部分238的表面244之间延伸。

外壳包括头部52和本体54，该头部和本体可以通过其接合面86、88处的配合性螺纹相互连接(当外壳安装好之后)。该头部和本体由金属材料(具体地说，铝或其合金)构成。它们可以通过机械加工或者通过例如铸造等技术形成。

外壳本体包括：柱形壁55；端壁57，其位于内壁的一端；以及开口端，其位于柱形壁的相对一端。外壳本体限定一空间，当使用时过滤元件同轴地置于该空间内。从排出层排出的液滴收集在外壳本体中的贮液器60中。外壳包括排出口62，该排出口例如为EP-A-81826中所公开的类型。

过滤元件通过肋和槽形式的相互啮合结构安装在外壳本体上。顶端盖4具有围绕其周边的第一肋90、第二肋91、第三肋154以及第四肋156(例如，如图4和图5所示)，这些肋在过滤元件的外部从顶端盖朝向底端盖延伸。四根肋围绕顶端盖以大约90°的角度间隔开。此外，第一肋90和第二肋91围绕顶端盖以大约180°的角度间隔开。第一肋90和第二肋91通过对应形状和位置的第一槽92、第二槽93容纳在外壳本体中，其中第一槽92、第二槽93在外壳本体的开口端处设置在外壳本体的内部。

第三肋154和第四肋156在形状、尺寸和构造上相同。第三肋154和第四肋156的前缘(引入气流)为倒圆的，并且这些肋的后缘朝向锋利边缘或点向内缩窄(可选择地，缩窄成为锋利边缘或点)。当在横截面中(垂直于组件的轴线)观看时，肋154、156近似为翼形。该形状对于经过肋的气体流动产生最小的阻力。与第一肋90和第二肋91相反，第三肋154和第四肋156没有对应的槽。实际上，第三肋154和第四肋156的轴向面与外壳本体的轮廓配合，以至于在将过滤元件安装在外壳本体中之后，这些肋靠在本体上。

第一肋90和第二肋91的形状不同于第三肋154和第四肋156。第一肋90和第二肋91的前缘为倒圆的，而后端从倒圆的前缘向外张开。当在横截面中(垂直于组件的轴线)观看时，第一肋90和第二肋91具有近似锥形“V”的形状，其中平坦的顶面在“V”的端部之间延伸。

从图1中可以看出，第二肋91位于外壳50(下面将更详细地讨论)的头部52的柱形内壁72下面。因此，当使用过滤组件时，第二肋91的的尖端一侧帮助柱形内壁72周围的气体流动。第一肋90位于出口58下面。因此，为了使气体方向背离出口的量最小，第一肋90在其最宽位置处的宽度小于第二肋91在其最宽位置处的宽度。此外，由于第一肋90及其对应的第一槽92比第二肋91及其对应的第二槽93窄，因此过滤元件只能以一个方位插入本体中。这可以确保当组装外壳时外壳头部52(下面将更详细地讨论)的入口56与顶端盖4的流道34对准，而不会错误地与外壳头部的出口58对准。当外壳头部和本体构造成它们只能以一个方位安装在一起时尤其如此。这一点可以通过在外壳头部和本体的接合面86、88处设置单头螺纹来实现。

过滤元件通过如下方式组装在外壳本体中，即采用外壳本体54的第一槽92和第二槽93定位第一肋90和第二肋91，然后将肋滑入槽中直到肋座靠在槽的底部。在肋已经由槽完全容纳之后，过滤元件牢固地悬挂在外壳本体中。因此，可以认识到，过滤元件在外壳本体内的轴向位置可以通过肋和槽的形状和尺寸进行控制。此外，肋与槽的相互锁定抑制过滤元件相对于外壳木体的旋转。

在过滤元件适当地组装在外壳本体中之后，环形空间64限定于过滤元件与外壳之间。通过将过滤元件沿着其轴线背离外壳本体拉出，可以将过滤元件从外壳本体54中取出。

外壳本体54具有多个平行于外壳本体的轴线沿着柱形壁55延伸的翅片96。设置在外壳本体54的柱形壁55上的翅片96的数量可以取决于外壳本体的尺寸。举例来说，通常外壳本体越大，所设置的翅片96就越多。通常，所设置的翅片96的最小数量为两个。在图中所示的实施例中，外壳本体具有六个翅片96，然而图中只示出两个。这些翅片从外壳本体的端壁57向开口端延伸，并且围绕外壳本体54的柱形壁55均匀地间隔开。当过滤元件组装在外壳本体中使得肋完全容纳在槽中时，排出层12的伸出底端盖6的部分被压缩在底端盖与翅片96的边缘之间。因此，过滤元件在外壳本体内的横向位置可以通过翅片的形状和尺寸进行控制。接触排出层的翅片的边缘的横截面(与脊部的长度垂直地截取)为倒圆的凸出形状。由于排出层在翅片与第二端盖之间的局部压缩，促使收集在排出层中的液体沿着各个翅片从排出层排出。

外壳头部包括入口56，该入口通过外壳头部中横向延伸的主腔68与顶端盖4上的流道34连通。主腔68由在外壳头部内横向延伸的柱形内壁72以及与入口56相对的内端壁70限定。柱形内壁72和内端壁70与外壳头部为一体的。与外壳头部同轴的第一圆孔74限定在组装之后流入管道侧壁的接近过滤元件的部分内。凹部248形成于主腔68内，当组件组装之后该凹部背离过滤元件延伸并且与外壳头部同轴。此外，通气口250形成于端壁70中，该通气口在主腔68与其周围区域之间延伸。

通过将顶端盖4的流道34经由圆孔74置于外壳头部的主腔68中而将外壳头部52固定于本体54(在过滤元件已经位于外壳本体内之后)。流道34在其外表面上具有由孔74容纳的O型圈66，O型圈在孔中压缩以形成不透流体的密封。座靠部分238也具有O型圈252以形成不透流体的密封，该O型圈在座靠部分的槽242与主腔68内凹部248的侧壁之间压缩，从而限定主腔内的辅助腔254。

通过相对于彼此旋转而固定外壳头部52和本体54，使其在其接合面86、88处的配合螺纹紧固，从而彼此互锁。在头部正确地固定于本体54之后，外壳头部52的端壁70中的通气口250在辅助腔254与包围主腔68的外壳头部内的区域之间延伸。

压差测量装置258容纳在座靠部分238的表面244与壁256限定的区域内。合适的压差测量装置在现有产品中，例如在Domnick Hunter Limited销售的商标为OIL-X的产品中为人公知。装置258可以通过其与座靠部分238的壁256之间的摩擦力固定于座靠部分238；也就是说，装置258通过“压力配合”的连接方式固定于座靠部分238。然而，也可以使用其它的方法来固定压力测量装置，例如采用螺纹啮合或粘接剂。O型圈260设置在压差测量装置258上，该O型圈260压缩在装置258与壁256之间以提供延伸部分236中的通气口246与辅助腔254之间的不透流体的密封。由于延伸部分236中的通气口246与过滤元件上游的气体流体连通，并且辅助腔254经由端壁70中的通气口250与过滤元件下游的气体流体连通，因此压力测量装置能够测量经过过滤元件的压降。

可以通过相对于头部52旋转外壳本体54使得配合螺纹松开来拆卸该过滤组件。通过端盖4的O型圈66、252与外壳头部之间的摩擦力而施加于过滤元件的顶端盖4上的任何旋转力由如下相反的旋转驱动力抵消，该旋转驱动力通过第一肋90、第二肋91作用于外壳本体中容纳肋的第一槽92、第二槽93来提供。因此，当相对于外壳头部52旋转外壳本体54时，过滤元件将趋向于位于外壳内，而非与头部一起从本体中抽出，因此当从外壳本体54中取出外壳头部52时，过滤元件将保持位于本体内，而非与头部一起从本体中取出。

外壳头部包括出口58，已经经过过滤元件的壁2的气体可以通过该出口供应到下游的应用场合。该出口与过滤元件的壁与外壳的内壁之间的环形空间64连通。

在使用中，待过滤的气体通过外壳头部中的入口56进入该过滤组件，并且通过外壳头部中的主腔68以及过滤元件的流道中的流动路径36和流入管中的流动路径108被引导到过滤元件中的中空空间8中。当气流经过流入管时，由螺旋形延伸的脊部110在进入中空空间8的气流中产生螺旋形流动。由于流入管中开口的比例(开口率)朝向其下游端逐渐增大，进入中空空间8的气体的供应得到分级。

气流从中空空间8基本上径向向外流动经过壁2的过滤介质。气流中的任何液体都将被过滤层10凝聚，并且任何凝聚的液体都将被气流带到排出层12，在这里留下液体。液体将容易排出到排出层12的底部，其中液体趋向于积聚在排出层12的折叠在底面20下面的部分中，从而形成湿带。当排出层12的该部分变得足够饱和之后，液体将通常以液滴的形式开始从排出层该部分的任何暴露部分排出。翅片96对排出层12的压缩将趋向于促使液体沿着翅片从排出层排出。

过滤元件中存在的已过滤气体进入过滤元件与外壳之间的环形空间64中。已过滤气体然后通过外壳头部52中与环形空间64流体连通的出口58从过滤组件中流出。从环形空间64流到出口58的气体被就位于柱形侧壁下面的锥形肋91围绕外壳头部52的柱形内壁72朝向出口引导。

Claims (20)

1、一种用于去除气流中的夹带物的过滤元件，包括：

过滤介质壁，其限定出中空空间，以使气流从所述空间流过所述壁，和

端盖，其具有伸入中空空间的流入管，用于将气流供应到所述空间，所述流入管具有在上游开口端和下游开口端之间延伸的侧壁，并且在其侧壁中具有至少一个开口，

其中，流入管具有上游区间、中游区间以及下游区间，所述区间彼此轴向相邻并且不重叠，具有至少为流入管长度5％的相同轴向长度，并且布置为它们的平面与流入管的轴线垂直，其中上游区间中侧壁开口面积的比例小于中游区间，中游区间中侧壁开口面积的比例小于下游区间。

2、根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述至少一个开口布置为侧壁开口的比例从上游区间朝向下游区间单调地增大。

3、根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述至少一个开口布置为侧壁开口的比例从流入管的上游开口端到下游开口端均匀地增大。

4、根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述至少一个开口至少延伸到如下点，即该点与流入管的下游开口端的间隔不超过流入管长度的5％。

5、根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述开口是狭缝，所述狭缝在流入管的下游开口端具有开口端部，并且朝向流入管的上游开口端延伸。

6、根据权利要求5所述的过滤元件，其特征在于，所述狭缝平行于流入管的轴线延伸。

7、根据权利要求5所述的过滤元件，其特征在于，所述狭缝与流入管的轴线成一定角度地螺旋形地延伸。

8、根据权利要求7所述的过滤元件，其特征在于，所述狭缝在其两端之间螺旋形地延伸至少360°。

9、根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述开口是具有闭合横截面的孔。

10、根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，在流入管的侧壁中存在至少两个开口。

11、根据权利要求10所述的过滤元件，其特征在于，至少一个开口是狭缝，且至少一个开口是孔。

12、根据权利要求10所述的过滤元件，其特征在于，每个所述开口是从流入管的下游开口端向上游开口端延伸的狭缝。

13、根据权利要求12所述的过滤元件，其特征在于，所述狭缝围绕流入管等距离地间隔。

14、根据权利要求12所述的过滤元件，其特征在于，所述狭缝的形状和尺寸大致相同。

15、根据权利要求10所述的过滤元件，其特征在于，每个所述开口是具有闭合横截面的孔。

16、根据权利要求15所述的过滤元件，其特征在于，上游区间中的孔的数量少于中游区间中的孔的数量，且中游区间中的孔的数量少于下游区间中的孔的数量。

17、根据权利要求15所述的过滤元件，其特征在于，形成于上游区间中的孔小于中游区间中的所有孔，并且形成于中游区间中的孔小于下游区间中的所有孔。

18、根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，最上游开口的最上游点位于流入管的接近下游开口端的一半内。

19、一种过滤组件，包括：如上述任一权利要求所述的过滤元件，以及使用时可将所述过滤元件安装在其中的外壳。

20、根据权利要求19所述的过滤组件，其特征在于，所述外壳包括头部和本体部分，所述头部和本体部分可以分离，从而使得可以触及外壳的内部。

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