CN101534923B - 具有多个褶皱通道高度的多单元过滤器 - Google Patents

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Abstract

一种过滤器，包括多个打褶过滤器元件，这些元件具有轴向延伸通道，每个通道具有横向褶皱通道高度和侧向通道宽度。这些打褶过滤器元件具有不同的通道高度。

Description

具有多个褶皱通道高度的多单元过滤器
相关申请文件
本申请是美国专利申请的部分延续，该申请申请号为＿＿，申请日为2005年9月1日，(代理人卷号：4191-00395)。
背景技术和发明内容
本发明涉及流体过滤器，并且更具体地涉及多单元过滤器。
本发明为致力于改善过滤器性能的不懈努力而提出，包括较上的限制，同时仍获得较高的介质利用率。
附图简要说明
图1-39取自上述提到的母案申请，包括图1-23，图1-23取自美国专利6,482,247，此专利在此引入作为参考。
图1是过滤器的分解透视图。
图2是图1沿2-2线的剖视图。
图3是图1所示过滤器在组装状态下的一部分的剖视图。
图4类似于图1的部分的透视图，并且所示的是可选实施例。
图5是可选实施例的分解透视图。
图6类似于图4，并且所示的是另一实施例。
图7类似于图6，并且表示的是各单元之间的密封。
图8是图7沿8-8线的剖视图。
图9与图7相似，并且所示的是另一实施例。
图10是图9沿10-10线的剖视图。
图11是图9沿11-11线的剖视图。
图12是图9沿12-12线的剖视图。
图13类似于图4，6，7，9，并且进一步表示了密封。
图14是图13所示的过滤器正面或上游侧的视图。
图15是图13所示的过滤器背面或下游侧的视图。
图16是过滤器入口端的透视图。
图17是图16所示过滤器的出口端的透视图。
图18是图17沿18-18线的剖视图。
图19是图18沿19-19线的剖视图。
图20是图18沿20-20线的剖视图。
图21是过滤器的可选实施例的入口端的透视图。
图22是图21所示过滤器的出口端的透视图。
图23是图22沿23-23线的剖视图。
图24是根据母案申请的过滤器的透视图。
图25是图24所示过滤器的顶视图。
图26是类似图24的透视图。
图27是另一实施例的顶视图。
图28与图24相似，并且所示的是另一实施例。
图29是图28所示过滤器的顶视图。
图30是显示又一实施例过滤器单元的透视图。
图31与图30相似，并且所示的是又一实施例。
图32与图24相似，并且所示的是另一实施例。
图33是图32所示过滤器的正视图。
图34与图24相似，并且所示的是又一实施例。
图35与图34相似，并且进一步表示了过滤器单元。
图36与图34相似，并且所示的是又一实施例。
图37与图36相似，并且所示的是又一实施例。
图38与图36相似，并且所示的是又一实施例。
图39是图37所示过滤器的顶视图。
图40-47分别取自美国专利U.S.6,511,599的图28-35，此专利在此引入作为参考。
图40是显示过滤器入口端的透视图。
图41是显示图40所示过滤器的出口端的透视图。
图42是图40沿42-42线的剖视图。
图43是图40沿43-43线的剖视图。
图44与图43相似，并且还示出了过滤器的壳体。
图45与图44相似，并且所示的是相反方向的流动。
图46是显示过滤器另一实施例的入口端的透视图。
图47是图46所示过滤器的出口端的透视图。
本申请
图48是根据本发明过滤器的透视图。
图49是图48所示过滤器装入壳体内的分解透视图。
图50是图49沿50-50线的剖视图。
图51与图50相似，并且所示的是相反方向流动。
图52与图48相似，并且所示的是另一实施例。
图53与图49相似，并且所示的是图52所示的实施例。
图54与图52相似，并且所示的是另一实施例。
图55与图50相似，并且所示的是另一实施例。
图56与图55相似，并且所示的是相反方向流动。
具体实施方式
母案申请
以下关于图1-39的描述取自上文提到的母案申请，包括取自美国专利6482247的关于图1-23的描述。
图1所示的是过滤器10，其包括一个壳体12，壳体12沿轴线14轴向延伸，且壳体12具有一个入口16，其位于壳体的一个轴向端18，以及一个出口20，其位于壳体远端相对的轴向端22。壳体优选是塑料的，并且由相同的上半部24和下半部26沿对角线凸缘28，30、侧向凸缘32，34、对角线凸缘36，38、和侧向凸缘40，42相配合而形成。
打褶滤块由壳体内的打褶过滤器元件44提供。该打褶的过滤器元件沿多条轴向延伸的上弯曲线46和下弯曲线48打褶。该过滤器元件具有多个壁部分50，这些壁部分在上下弯曲线之间迂回延伸。这些壁部分在位于入口16的上游端52和位于出口20的下游端54之间轴向延伸。如图2所示，这些壁部分在其中限定出轴向流动通道55。所述壁部分的上游端交替地彼此密封，如图2中56处所示，从而限定出具有敞开的上游端60的第一组流动通道58，以及具有闭合的上游端64的第二组流动通道62，该第二组流动通道62与第一组流动通道58互相交叉。壁部分50的下游端54彼此交替密封，如图2中66处所示，这样使得该第一组流动通道58具有闭合的下游端68，第二组流动通道62具有敞开的下游端70。所要被过滤的流体，例如空气，基本上直接地轴向通过过滤器元件44流动，即如箭头72所示，从入口16经过第一组流动通道58的敞开的上游端60，然后如箭头74所示，经过壁部分50，随后如箭头76所示，经过第二组流动通道62的敞开的下游端70，然后到达出口20。优选的是，每个入口16和出口20中的至少一部分是轴向对齐的。
过滤器元件44具有侧向远端相对的左右两侧轴向延伸侧78和80，如图1，从而限定出第一和第二轴向延伸的平面。第二轴向平面在侧面80平行于在侧面78的第一轴向平面，并与其间隔开。上弯曲线46提供第一组或上侧组共面弯曲线，这些共面弯曲线限定出第三轴向延伸的平面。下弯曲线48限定出下侧或第二组共面的弯曲线，这些共面的弯曲线限定出第四轴向延伸的平面。该第四轴向平面在下弯曲线48处平行于在上弯曲线46处的第三轴向平面，并与其间隔开。第三和第四轴向平面垂直于上述的第一和第二轴向平面。壁部分50的上游端52限定出第一侧向延伸的平面，且该壁部分的下游端54限定出第二侧向延伸的平面。第二侧向平面在下游端54平行于在上游端52的第一侧向平面，并与其间隔开。所述第一和第二侧向平面垂直于所述第一和第二轴向平面，并垂直于所述第三和第四轴向平面。
如图1，3所示，设置衬垫82用于将过滤器44密封在壳体12中，这样使进入入口16的空气不能绕过过滤器元件而到达出口20，而是必须流经过滤器元件，如图2中箭头72，74，76所示。衬垫82具有一第一部分84，其沿右侧78，沿所述第一轴向平面延伸。衬垫82具有第二部分86，其沿所述第二侧向平面，在下游端54处延伸，如图3中的88处所示，并且还沿所述第三轴向平面，在上弯曲线46处延伸，如图3中的90处所示。在可选实施例中，衬垫82的第二部分86只是在88处沿所述第二侧向平面或在90处沿第三轴向平面延伸，但不是两个都有。衬垫82具有第三部分92，其沿左侧80，沿所述第二轴向平面延伸。衬垫82具有第四部分94，其沿所述第一侧向平面，在壁部分50的上游端52处延伸，并且还沿所述第四轴向平面，在下弯曲线48处延伸，与图3所示相同。在可选实施例中，衬垫82的第四部分94只是沿所述第一侧向平面和第四轴向平面中的一个或另一个延伸，但是不是两个都有。优选的是，衬垫82沿每一所述衬垫部分84，86，92，94粘性固定到过滤器元件44上，这样使得过滤器元件44和衬垫82可作为模块化单元替换。进一步优选的是，该衬垫的上下表面，例如图3中的96和98，被夹紧和压缩在相应的壳体凸缘之间，例如32和34，且这样的外围夹层配置通过任何合适的装置以组装状态保持，例如通过夹子100，夹钳，螺栓等等。在可选实施例中，该衬垫的其它表面可以用作与壳体的密封面。第一和第三衬垫部分84和92相对于轴线14倾斜延伸。第二和第四衬垫部分86和94垂直于所述第一和第二轴向平面延伸。第二和第四衬垫部分86和94轴向间隔开，而第一和第三衬垫部分84和92在第二和第四衬垫部分86和94之间对角延伸。
图4所示的是另一实施例，其具有多个过滤器元件44a，44b，44c，这些元件彼此堆叠起来。这些过滤器元件具有各自的壁部分50a，50b，50c，且分别具有上游端52a，52b，52c和下游端54a，54b，54c。该壁部分的上游端52a，52b，52c沿第一侧向延伸平面共面。下游端54a，54b，54c沿第二侧向延伸平面共面。第二侧向平面平行于第一侧向平面，并与其间隔开。这些过滤器元件具有各自的侧向远端相对的左右侧78a和80a，78b和80b，78c和80c。右侧78a，78b，78c沿第一轴向延伸平面共面。左侧80a，80b，80c沿第二轴向延伸平面共面。第二轴向平面平行于第一轴向平面，并与其间隔开。这些过滤器元件44a，44b，44c各自具有上侧组共面的弯曲线46a，46b，46c，和下侧组共面的弯曲线48a，48b，48c。顶部过滤器44a上侧组共面的弯曲线46a限定出第三轴向延伸平面。底部过滤器元件44c的下侧组共面的弯曲线48c限定出第四轴向延伸平面。第四轴向平面平行于第三轴向平面，并与其间隔开。所述第三和第四轴向平面垂直于所述第一和第二轴向平面。所述第一和第二侧向平面垂直于所述第一和第二轴向平面，并垂直于所述第三和第四轴向平面。衬垫82a具有第一部分84a，其沿所述第一轴向平面，沿右侧78a，78b，78c延伸。衬垫82a具有第二部分86a，其沿所述第二侧向平面，沿下游端54a延伸，并且还沿所述第三轴向平面，沿上弯曲线46a延伸。在可选实施例中，衬垫部分86a只是沿所述第二侧向平面，沿下游端54a，或者沿所述第三轴向平面，沿上弯曲线46a中的一个或另一个延伸，但是不是两个都有。衬垫82a具有第三部分92a，其沿所述第二轴向平面，沿左侧80a，80b，80c延伸。衬垫82a具有第四部分94a，其沿所述第一侧向平面，沿上游端52a，52b，52c延伸，并且还沿所述第四轴向平面，沿下弯曲线48c延伸。在可选实施例中，衬垫部分94a只是沿所述第一侧向平面，沿上游端52a，52b，52c，或者沿所述第四轴向平面，沿下弯曲线48c中的一个或另一个延伸，但是不是两个都有。图4所示的结构提供了一种打褶过滤器块，其具有一排或多排壁部分50a，50b，50c，这些壁部分以迂回的方式在各自的弯曲线之间折叠，并且提供被过滤流体流沿轴线14基本上直接轴向通过该过滤器块。第一衬垫部分84a和第三衬垫部分92a相对于轴线14倾斜延伸。第二衬垫部分86a和第四衬垫部分94a垂直于所述第一和第二轴向平面延伸。第二衬垫部分86a和第四衬垫部分94a轴向间隔开，而第一衬垫部分84a和第三衬垫部分92a在第二衬垫部分86a和第四衬垫部分94a之间对角延伸。
图5显示的是另一个实施例，并且在合适的地方使用与上文类似的附图标记，以便于理解。过滤器10a包括一个壳体12a，其沿轴线14轴向延伸，并且具有一个入口16，其位于壳体的一个轴向端18a，和一个出口20a，其位于壳体的远端相对轴向端22a。壳体优选为塑料材质，通过一个类似箱形元件102制成，其具有外围凸缘104，此凸缘与壳体端22a的凸缘106配合，并且将衬垫82b夹在两个凸缘之间。衬垫82将打褶滤块44或44a密封在该壳体中。与图1中衬垫82的第一和第三部分84和92不同，图5中衬垫82b的第一和第三部分84b和92b相对于所述第三和第四轴向平面垂直延伸。类似于图1中衬垫82的第二和第四部分86和94，图5中衬垫82b的第二和第四部分86b和94b垂直于所述第一和第二轴向平面延伸。衬垫82b具有第一部分84b，其沿所述第一轴向平面，沿右侧78延伸，并且优选地还沿所述侧向平面之一延伸，优选沿所述第二侧向平面，沿下游端54延伸。衬垫82b具有第二部分86b，其沿所述第三轴向平面，沿上弯曲线46延伸，以及还沿所述一个侧向平面延伸，优选沿下游端54的侧向平面延伸。衬垫82b具有第三部分92b，其沿所述第二轴向平面，沿左侧80延伸，优选沿所述一个侧向平面延伸，优选的是在下游端54处形成的侧向平面。衬垫82b具有第四部分94b，其沿所述第四轴向平面，沿所述下弯曲线48延伸，且还优选沿所述一个侧向平面延伸，优选的是沿下游端54的侧向平面。
图6显示的是另一个实施例，并且在合适的地方使用与上文类似的附图标记，以便于理解。过滤器元件44a，44b，44c，44d彼此堆叠起来。衬垫82c对应图5中的衬垫82b，其包括相应的衬垫部分84c，86c，92c，94c。
图7类似于图6，并且在合适的地方使用与上文类似的附图标记，以便于理解。密封材料制成的层110，112等位于相应的相邻堆叠的过滤器元件之间，如图8。在一个实施例中，各层110，112等都不能透过所述要被过滤流体。在另一个实施例中，各层110，112都能被这种流体透过，并且过滤从中通过的流体流。在如图7和8所示的实施例中，各层110，112等都覆盖了上游端52和下游端54之间和左右侧78和80之间的整个面积。
图9-15显示的是另一个实施例，其中图7和8所示的所述密封层不必覆盖上游端52和下游端54之间和左右侧78和80之间的整个所述区域。在图9-15中，所述密封层由交替条带层提供，例如图9，10中的120，122，124，126，128，其包括第一组的一个或多个上游侧向延伸条带层122，126等，和第二组的一个或多个下游侧向延伸条带层120，124，128等，第二组与第一组条带层交叉。第一组的各条带层122，126等在左右侧78和80之间，在上游端52处侧向延伸，并且沿在其上方过滤器元件的下弯曲线和沿在其下方的过滤器元件的上弯曲线延伸。第二组的各条带层120，124，128等在左右侧78和80之间，在下游端54处侧向延伸，并且沿在其上方过滤器元件的下弯曲线和沿在其下方过滤器元件的上弯曲线延伸。给定的过滤器元件，例如44b具有第一组的条带层122，其沿过滤器元件的上弯曲线，在上游端52处侧向延伸，和第二组的条带层124，其沿过滤器元件的下弯曲线，在下游端52处侧向延伸。过滤器元件44b沿其上弯曲线在下游端54处没有条带层，而且沿其下弯曲线在上游端52处没有条带层。
第一过滤器元件，例如44a具有第一组的第一条带层122，其沿过滤器元件的下弯曲线，在上游端52处延伸，第二过滤器元件，例如44b具有第二组的第一条带层124，其沿过滤器元件的下弯曲线，在下游端54处侧向延伸，第三过滤器元件，例如44c具有第一组的第二条带层126，其沿过滤器元件的下弯曲线，在上游端52处延伸。所述第一和第二过滤器元件44a和44b具有第一组的第一条带层122，其在二者过滤器元件之间，在上游端52处侧向延伸。所述第一和第二过滤器元件44a和44b没有在二者之间，在下游端54处侧向延伸的条带层。所述第二和第三过滤器元件44b和44c具有第二组的第一条带层124，其在二者过滤器元件之间，在下游端54处侧向延伸。所述第二和第三过滤器元件44b和44c没有在二者之间，上游端52处侧向延伸的条带层。
如图13和14所示，所述第二组流动通道的闭合上游端通过密封材料闭合，例如通过位于过滤器元件44a的130，位于滤器元件44b的132，位于过滤器元件44c的134，位于过滤器元件44d的136。第一组流动通道的闭合下游端通过密封材料闭合，例如如图15，通过位于过滤器元件44a的138，位于过滤器元件44b的140，位于过滤器元件44c的142，位于过滤器元件44d的144。如图13，14所示，侧向密封条122在其上方的过滤器元件44a的流动通道的闭合上游端密封于密封材料130，并且在其下方的过滤器元件44b的流动通道的闭合上游端密封于密封材料132。侧向条122可以与密封材料130，132粘性连接，或者可以与之在热熔涂敷中整体成形，等等。侧向条126在其上方的过滤器元件44c的流动通道的闭合上游端密封于密封材料134，并且密封于在其下方的过滤器元件44d的流动通道的闭合上游端。如图15所示，侧向密封条124在其上方的过滤器元件44b的流动通道的闭合下游端密封于密封材料140，并且在其下方的过滤器元件44c的流动通道的闭合下游端密封于密封材料142。所述密封将该过滤器下游的清洁区域与该过滤器上游的较脏区域隔离开。
如图9-15所示，所述密封层还由一组右侧轴向延伸的侧边缘层146，148，150等，如图9，11，12，13，14，和一组左侧轴向延伸的侧边缘层152，154，156等提供。右侧组的各侧边缘层从上游端52到下游端54轴向延伸，并且与其上方的过滤器元件的右侧和其下方的过滤器元件的右侧接合，这样使得，该过滤器元件的右侧与其上方的过滤器元件的右侧和其下方的过滤器元件的右侧密封在一起。左侧组的各侧边缘层从上游端52到下游端54轴向延伸，并且与其上方的过滤器元件的左侧和其下方的过滤器元件的左侧接合，这样使得，该过滤器元件的左侧与其上方的过滤器元件的左侧和其下方的过滤器元件的左侧密封在一起。侧边缘层148和154是可选的，这是因为由下游侧向密封条带层124提供的密封作用。图13和14显示的是去掉了侧边缘层148和154。所述侧向条带层和侧边缘层将该过滤器下游的清洁区域与该过滤器上游的较脏的区域隔离开。所述条带层和边缘层优选通过粘合剂提供，例如热熔，但是其它类型的密封带也可以使用。
图16-23在合适的地方使用与上文类似的附图标记，以便于理解。
图16和17显示的是一个过滤器200，用于过滤如图1，2所示的沿轴向流动方向14的流体，如图16所示的入口流动箭头202和如图17所示的出口流动箭头204。该过滤器具有一对嵌板或者多排打褶过滤器元件206和208。各过滤器元件具有多个褶层，由图1，2所示的壁部分50限定出，它们在第一和第二组褶皱层顶端之间，在第一和第二组轴向延伸弯曲线46和48之间，沿横向210延伸。横向210垂直于轴向14。每个嵌板206和208沿侧向212延伸，该侧向212垂直于轴向14，并垂直于横向210。壁部分50在上游端52和下游端54之间轴向延伸。该壁部分在二者之间限定出轴向流动通道55。该壁部分的上游端彼此交替密封，如图2的56处所示，以限定出第一组流动通道58，其具有敞开的上游端60，和第二组流动通道62，其与第一组流动通道58交叉，并具有闭合上游端64。壁部分50的下游端54彼此交替密封，如图2中66处所示，这样使得第一组流动通道58具有闭合的下游端68，第二组流动通道62具有敞开的下游端70。所要被过滤的流体，例如空气，基本上直接地轴向流动通过每个嵌板206，208的过滤器元件44，然后如图2的箭头72所示，经过第一组流动通道58的敞开的上游端60，然后如箭头74所示，经过壁部分50，随后如箭头76所示，经过第二组流动通道62的敞开的下游端70。
嵌板206和208之间具有一个横向间隙214，如图16，其位于上游端52，并且在下游端54通过密封条216彼此密封起来，该密封条可以是过滤器壳体220的下游端处的覆盖凸缘218的一部分。间隙214有助于流体流轴向通过其中，如图18中箭头222所示，即如上文所述以及如图2所示的箭头72，74，76，流体轴向流动通过过滤器，并且如图18所示的箭头222，224，226，辅助流动经过过滤器。壳体220包括侧向延伸的侧壁228和230，它们大致平行于嵌板206和208，并在其远端相对侧上横向间隔开。壳体220还包括侧壁232和234，它们在侧向侧壁228和230之间横向延伸。优选的是，侧壁228和230从上游端52到下游端54彼此远离向外渐缩，在它们的上游端密封到各自的嵌板206，208，并在下游端具有横向间隙236，238，其成形在侧壁228，230和各自的嵌板206，208之间，从而提供轴向通过其中的所述辅助流体流226。在一个实施例中，滤波器嵌板通过胶粘剂而与壳体密封，而在另一个实施例中，滤波器嵌板通过上文所述衬垫而与该壳体密封。在另一个实施例中，流向可能是反向的，这样使得流入流体流在端部54进入过滤器，流经流动通道70和间隙236，238，并在端部52，通过流动通道58和间隙214，流出过滤器。
图21-23显示的是另一个实施例，并且在合适的地方使用与上述类似的附图标记，以便于理解。提供了打褶过滤器元件44的第一，第二，第三和第四嵌板或者多排206，208，240，242。二个横向间隙214，244设置在上游端52的嵌板之间，而一个横向间隙246设置在下游端54的嵌板之间。如图23所示，辅助的下游横向间隙236设置在壳体侧壁228和嵌板206之间，和另一个下游横向间隙248设置在嵌板242和壳体侧壁230之间。横向间隙214位于嵌板206和208之间。横向间隙244位于嵌板240和242之间。横向间隙246位于嵌板208和240之间。在上游端处，嵌板208和240之间的横向间隙是闭合的，并且在上游端通过密封条250塞住，该密封条250可以是过滤器壳体的上游端的一部分。嵌板206和208之间的间隙在下游端54通过密封条216塞住和闭合，而嵌板240和242之间的间隙在下游端54通过密封条252塞住和闭合，密封条216和252可以是覆盖凸缘的一部分，其在该壳体的下游端。流体轴向流动经过过滤器，如图2中箭头72，74，76所示。流体辅助流动经过该过滤器，如图23中如上所述的箭头222，224，226所示，以及如箭头222a，224a，226a所示。辅助进入流通过横向间隙214，244而实现。辅助输出流动通过横向间隙236，246，248而实现。在另一个实施例中，流动方向可以是反向的，这样使得流入流体流经过流动通道70和间隙236，246，248，在端部54流动进入过滤器，并且流经流动通道58和间隙214，244，在端部52流出该过滤器。
图24-26显示的是过滤器300，用于过滤沿轴向流动方向302流动的流体。该过滤器具有至少一个嵌板，在如图24-26所示实施例中具有两个嵌板304，306，每个嵌板分别具有打褶过滤器元件308，310。各过滤器元件具有多个褶层，例如312，它们由壁部分314限定出，该壁部分沿横向316在第一和第二组褶层顶端318，320之间，在第一和第二组轴向延伸弯曲线322，324处延伸。横向316垂直于轴向302。各嵌板沿侧向326延伸，该侧向326垂直于轴向302，并垂直于横向316。壁部分314在上游端328和下游端330之间轴向延伸。该壁部分在其之间限定出轴向流动通道332，例如类似上文所述的结合图2中的通道55。如上，该壁部分314的上游端328彼此交替密封，如图2所示的56处，以限定出第一组流动通道，例如图2中的具有敞开的上游端60的58，以及第二组流动通道，例如，图2中的具有闭合上游端(如64)的62，其与第一组流动通道交叉。该壁部分314的下游端330彼此交替密封，如图2所示的66处，这样使得第一组流动通道，例如58具有闭合下游端，例如68，并且第二组流动通道，例如62，具有敞开的下游端，例如70。如上，所要被过滤的流体，例如空气或者其它流体，基本上直接轴向经过过滤器流动，经过如箭头72所示的第一组流动通道58的敞开的上游端60，然后经过如图2中箭头74所示的图2中的壁部分50，图24中的壁部分314，随后经过如图2中箭头76所示的第二组流动通道62的敞开的下游端70。较脏的预先过滤的空气如斑点箭头334所示。清洁的已过滤过的空气如箭头336所示。
比较图18和25，注意的是，过滤器元件的嵌板304和306之间的间隙和这种嵌板和壳体侧壁338，340之间的间隙通过倾斜图25中的嵌板304和306而设置，而在图18中，这种间隙通过倾斜壳体侧壁228，230而设置。壳体侧壁338，340的下游端与各自的过滤器元件嵌板304，306密封起来。间隙342和344在其轴向向下游延伸的同时减缩，从而使横向宽度变窄。过滤器元件嵌板304和306之间的间隙346，在其轴向向下游延伸的同时渐变到更宽的横向宽度。嵌板的上游端在间隙346处通过密封条348而彼此密封，该密封条沿所述侧向326延伸，它也可以是类似上文所述图18中的密封条216，且优选具有领先的空气动力的外形，例如子弹头。图26中，壳体的顶壁350和底壁352，轴向和横向延伸，并且密封到嵌板的上下表面，如上文所述，用于防止绕过渗漏通道。图27显示的是具有单个过滤器元件嵌板354的另一个形式。在各个图24-27中，且在下述图中，流向可以是反向的，也就是说，可以从右边到左边流动，也可以如结合上述图18所述。
图28和29显示的是另一个实施例，并且在合适的地方使用与上文类似的附图标记，以便于理解。该过滤器包括第三和第四打褶过滤器元件嵌板356和358，同等于上述如图21-23所示的实施例。中间的嵌板306和356之间的横向间隙360在其上游端敞开，并且在其轴向向下游延伸的同时减缩，从而使宽度横向变窄。各自嵌板之间的间隙346和362通过各自的上游密封条348和364闭合，并且在其轴向向下游延伸的同时渐变，使横向宽度变宽。间隙342和344在它们上游端是敞开的，并且在其轴向向下游延伸的同时减缩，使横向宽度变窄。
图30和31显示的是另一个实施例，并且在合适的地方使用与上文类似的附图标记，以便于理解。打褶过滤器元件370具有壁部分314，这些壁部分随着它们朝着上游和下游端328和330中的一个轴向延伸，而在其之间沿侧向326具有增大的间隔，从而沿侧向326提供了逐渐增大的流动通道宽度。在图30中，壁部分之间的侧向间隔增大，同时壁部分沿轴向从上游到下游增大，即在图30中从左到右增大。该打褶过滤器元件嵌板沿侧向326具有一个上游宽度371，该宽度等于沿侧向326在此处累积的流动通道宽度。嵌板沿侧向326在下游端具有一个下游宽度372，该宽度等于沿侧向326累积的流动通道宽度。沿侧向326的下游宽度372大于沿侧向326的上游宽度371。壳体373具有一致的较大出口374，其比入口376大。
图32和33显示的是另一个实施例，并且在合适的地方使用与上文类似的附图标记，以便于理解。该过滤器包括打褶过滤器元件的第一和第二嵌板380和382。第一个过滤器元件嵌板380具有多个褶层，如上所述，它们通过沿第一横向386延伸的壁部分384限定出，该壁部分384位于第一和第二组褶层顶端388和390之间，在第一和第二组轴向延伸弯曲线392和394之间。第一横向386垂直于轴向302。第一嵌板380沿第一侧向396延伸，该侧向垂直于轴向302，并垂直于第一横向386。第一过滤器元件嵌板380的壁部分384在上游端和下游端之间轴向延伸，且这些壁部分在其之间限定出轴向流动通道，而且如上，该壁部分的上游端彼此交替密封，以限定出具有敞开的上游端的第一组流动通道，和具有闭合上游端的第二组流动通道，其与第一组流动通道交叉，该壁部分的下游端彼此交替密封，以使得第一组流动通道具有闭合下游端，并且第二组流动通道具有敞开的上游端，这样，所要被过滤的流体基本上直接地轴向流经该过滤器元件，经过该第一组流动通道的敞开的上游端，然后经过该壁部分384，随后经过第二组流动通道的敞开的下游端。第二过滤器元件嵌板382具有多个褶层，它们由沿第二横向400延伸的壁部分398限定，该壁部分398位于第三和第四组褶层顶端402和404之间，在第三和第四组轴向延伸弯曲线406和408处。第二横向400垂直于轴向302.第二嵌板382沿一个第二侧向410延伸，该侧向垂直于轴向302，并垂直于第二横向400。第二过滤器元件嵌板382的壁部分398在上游端和下游端之间轴向延伸，如上，这些壁部分398在其之间限定出轴向流动通道，该壁部分398的上游端彼此交替密封，以限定出具有敞开的上游端的第三组流动通道，和具有闭合上游端的第四组流动通道，其与第三组流动通道交叉，该壁部分398的下游端彼此交替密封，这样使得第三组流动通道具有闭合下游端，并且第四组流动通道具有敞开的下游端，这样，所要被过滤的流体基本上直接地轴向流经该过滤器元件382，经过第三组流动通道的敞开的上游端，然后流经壁部分398，随后流经第四组流动通道敞开的下游端。
如图32，33中，第一和第二横向386和400沿各自的第一和第二斜投影线延伸，它们在图33中的顶点412处彼此相交，并且呈V形。该V形状是一个倒V形，其具有上顶点412和一对向下倾斜的侧边386和400。在图33中，所述第一组褶层顶端的所述褶层顶端388在竖直方向上比所述第二组褶层顶端各自的褶层顶端390要高，这样使得第一过滤器元件380的壁部分384从第一组褶层顶段388到第二组褶层顶端390以大于或等于所除去污染物的摩擦角的一个角度向下倾斜，这样，污染物将会沿这种壁部分滑动，然后如箭头414所示落入壳体的底部，如图所示的收集区域416。所述第三组褶层顶端的所述褶层顶端402在竖直方向上比所述第四组褶层顶端各自的褶层顶端404要高，这样使得第二过滤器元件382的壁部分398从第三组褶层顶端402到第四组褶层顶端404以大于或等于所除去污染物的摩擦角的一个角度向下倾斜，这样，污染物将会沿这种壁部分398滑动，然后如箭头418所示落入壳体的底部，如图所示的收集区域416。优选的是，第一和第二横向396和410彼此平行。
图34-39显示的是另一个实施例，并且在合适的地方使用与上述类似的附图标记，以便于理解。打褶过滤器元件嵌板420具有多个褶层，如上，它们由壁部分314限定出，该壁部分沿横向316在第一和第二组褶层顶端318，320之间，在第一和第二组轴向延伸弯曲线322，324处延伸。横向316垂直于轴向302。嵌板沿侧向326延伸，该侧向326垂直于轴向302，并垂直于横向316。壁部分314在上游端328和下游端330之间轴向延伸，并且在二者之间限定出轴向流动通道，如上，该壁部分的上游端彼此交替密封，如图35所述，如上描述，从而限定出具有敞开的上游端的第一组流动通道，例如图2中的58，和具有闭合上游端的第二组流动通道，例如62，其与第一组流动通道交叉，该壁部分的下游端彼此交替密封，这样使得第一组流动通道具有闭合下游端，第二组流动通道具有敞开的下游端，从而使得所要被过滤的流体流动基本上直接地轴向经过该过滤器，经过第一组流动通道的敞开的上游端，随后经过壁部分314，之后经过第二组流动通道的敞开的下游端。
在图36中，图34的褶层顶端组318在上游端328处沿轴向延伸的弯曲线32，其在422处，在各自流动通道中沿横向316横向变平，这样使得各自的轴向延伸弯曲线322分叉成Y形，并且沿分叉的对角线延伸弯曲线424和426在上游端328处分支。该壁部分具有各自的三角形部分422，此三角形部分通过所述Y形的分叉弯曲线424和426限定和界定来。在一个实施例中，该过滤器安装在一个壳体中，该壳体具有一个基本上平面侧壁密封面，如图39中的虚线428所示，且该壁部分的通过所述Y形限定出和界定的所述三角形部分422基本上是平面的，且与基本上平面的侧壁密封面428位于同一平面，并且与之配合。在其它实施例中，一对过滤器元件嵌板420和430，如图37所示，各具有所述轴向延伸的弯曲线，例如322和432，这些分叉成Y形，并且沿所述分叉对角延伸的弯曲线(诸如424合434)，在上游端或下游端之一，或二端分支。在上游端和下游端之一，或在二者之上的每对所述过滤器元件嵌板420和430的壁部分分别具有例如422的三角形部分，这些三角形部分通过各自Y形的相应分叉的弯曲线(例如424和426)而限定和界定来，而且通过各自的Y形限定出的这对过滤器元件的各自壁部分的三角形部分基本上是平面的，而且互相配合，例如所示的，在弯曲线424和434的平面配合接合。相对的端部，例如在图37中的下游端，还可以具有呈Y形的所述分叉，从而提供所述分叉弯曲线，例如图37，38中的436和438，以实现与其他过滤器元件或封闭壳体的配合。
以下描述的图40-47分别取自美国专利6,511,599的图28-35。
图40显示的是过滤器600，用于过滤沿轴向流动方向602流动的流体。同心柱形的打褶过滤器元件604，606具有沿轴向流动方向602延伸的公共轴线608。每个过滤器元件具有多个褶层，例如美国专利6,511,599，图5-9中的28，它们通过壁部分610限定出，所述壁部分610分别在褶层顶端的内侧组(例如36)和外侧组(例如38)之间以迂回的方式，分别在内侧组和外侧组的轴向延伸的折叠或弯曲线612和614处径向延伸。该壁部分在上游端326和下游端328之间轴向延伸。该壁部分在其之间限定出轴向流动通道106，108。该壁部分的上游端彼此交替密封，如上文110处，以限定出图42中的具有敞开的上游端616的第一组流动通道106，以及具有闭合上游端618的第二组流动通道108，该第二组流动通道与第一组流动通道106交叉。该壁部分的下游端彼此交替密封，如上文所述，这样使得第一组流动通道106具有闭合下游端620，而且第二组流动通道108具有敞开的下游端622。如上文所述，所要被过滤的流体基本上直接轴向流动，在602处通过该过滤器，如流向箭头624所示，经过第一组流动通道106敞开的上游端616，然后如流向箭头626所示，经过该壁部分610，再如流向箭头628所示，流经第二组流动通道108敞开的下游端622。以上描述的流动与美国专利6,511,599中的图15和27所示的类似。
柱形过滤器元件604和606具有位于二者之间的径向间隙630，如图28，31，该间隙位于上游端326，并在下游端328，在环状密封632处彼此密封起来。间隙630提供辅助轴向流动通过其中，如图40，43中流向箭头634所示。过滤器元件606同心地围绕过滤器元件604。过滤器元件604具有中空的内部636，如图41，43所示，其在下游端328具有开口端638，并且在上游端326具有通过密封端盖642封闭的闭合端640，该端盖642类似于美国专利6,511,599的图15中的端盖342，和美国专利6,511,599的图27中的端盖514。中空内部636的开口端638提供轴向流动通过其中的辅助流体流，如图44中流向箭头644，646所示。
过滤器600安装在一个壳体648中，如图44，其具有轴向延伸侧壁650，该侧壁在下游端328通过径向间隙652与过滤器元件606径向向外间隔开。侧壁650和过滤器元件606在上游端326通过环状密封654彼此密封起来。间隙652提供轴向流动通过其中的辅助流体流，如流向箭头656，658所示。密封642和654位于上游端326，而密封632位于下游端328。密封642是中心密封，用于闭合中空内部636。密封632是同心围绕过滤器元件604的环状密封，用于在下游端328通过彼此密封过滤器元件604和606而闭合间隙630。密封654是同心围绕过滤器元件606的环状密封，用于在上游端326通过彼此密封过滤器元件606和侧壁650而闭合间隙652。在另一个实施例中，流向可以是反向的，如图45所示。
图46和47显示的是另一个实施例，并且在合适的地方使用与上文类似的附图标记，以便于理解。过滤器660具有多个同心柱形过滤器元件604，606，662，664，666，它们具有各自的径向间隙630，668，670，672。径向间隙630和670位于上游端326。径向间隙668和672位于下游端328。过滤器元件662同心地围绕过滤器元件606。过滤器元件606和662在下游端328处具有环形的径向间隙668，位于两者之间。径向间隙668提供辅助轴向流动通过其中。过滤器元件664同心地围绕过滤器元件662。过滤器元件662和664在上游端326，在其之间具有环形的径向间隙670。径向间隙670提供辅助轴向流动通过其中。过滤器元件666同心地围绕过滤器元件664。过滤器元件664和666在下游端328，在其之间具有环形的径向间隙672。径向间隙672提供辅助轴向流动通过其中。过滤器元件606和662在上游端326的环状密封圈674处彼此密封起来。过滤器元件662和664在下游端328的环状密封圈676处彼此密封起来。过滤器元件664和666在上游端326的环状密封圈678处彼此密封起来。
本申请
图48-50显示的是一个过滤器700，该过滤器包括多个打褶过滤器元件702，704，706，它们沿轴向延伸弯曲线(例如708)打褶，以形成轴向延伸通道，例如710，该通道沿轴向方向712从上游端714到下游端716轴向延伸。每个通道具有褶层高度或通道高度，例如718，此高度沿垂直于轴向方向712的横向方向720横向延伸。每个通道具有通道宽度，例如722，此宽度沿垂直于横向720且垂直于轴向712的侧向724侧向延伸。在图50中，侧向724垂直于页面。该通道在它们的上游端和下游端交替密封，如上，以提供在上游端敞开、在下游端闭合的第一组通道，和在上游端闭合、在下游端敞开的第二组流动通道。
第一和第二过滤器元件702和704具有位于二者之间的第一横向间隙726，该间隙在上游端和下游端之一处，例如在图50中位于上游端714处，并且过滤器元件通过例如728的密封而在上游端和下游端的另一个处彼此密封起来，例如在图50中的下游端716处。第一间隙726提供轴向流动通过其中的辅助流体流，如上。第二和第三过滤器元件704和706具有位于二者之间的第二横向间隙730，其在上游端和下游端的另一端处，例如在图50中的下游端716处，并且它们通过密封732而在所述的上游端和下游端所述之一处彼此密封，例如在图50的上游714处。第二间隙730提供轴向流动通过其中的辅助流体流，如上。
至少一个过滤器元件的褶层通道高度不同于其他过滤器元件中的至少一个的褶层通道高度，且优选不同于其它中的每个过滤器元件的褶层通道高度，且进一步优选每个过滤器元件的褶层通道高度都不同于其它中的每个过滤器元件的褶层通道高度。在图48-50中，该过滤器元件是同心环形物。第三过滤器元件706围绕第二过滤器元件704，而且具有通道高度718，该高度大于第二过滤器元件的通道高度734。第二过滤器元件704围绕第一过滤器元件702，并且具有通道高度734，该高度大于第一过滤器元件的通道高度736。这些过滤器元件安装在壳体738内。环形隔离环740在壳体和外侧过滤器元件706之间横向延伸。该隔离环位于上游端和下游端之一，例如在图49，50的上游端714处，而壳体738和外侧过滤器元件706之间的横向间隙742通过密封744而在上游端和下游端的另一个处密封，例如在图50的下游端716处。隔离环740使流体流轴向通过其中。位于中央过滤器元件702内部的中心间隙746通过密封748而密封。流体可以从端部714轴向流动到端部716，在图48和49中这是从左到右，而在图50中是向上。或者，在反向流动过滤器中，流体可以沿相反的方向流动，即从端部716到端部714，在图48和49中这是从右到左，在图51中这是向下。
所述同心环形物的形状可以从以下组中选择：如图48-50所示的圆形，如图52，53所示的椭圆形，跑道形，和扁圆形，以及其它闭合环状。这里所述的环形包括所有这些形状。图52，53显示的是环形跑道形状的过滤器元件750，752，754，它们分别具有不同的褶层通道高度736，734，718，并且安装在具有隔离环758的壳体756内。图54显示的是另一个实施例，其具有可以是长方形的第一过滤器元件760，和第二环绕的过滤器元件762，这些过滤器元件具有不同的褶层通道高度。
如上所述，过滤器元件彼此相对成一定角度，例如如图55所示，在过滤器壳体768内，过滤器元件764和766彼此成一定角度，从上游端770轴向延伸至下游端772，从而在二者之间提供了具有变化的横向宽度的横向间隙774。此间隙774从第一横向宽度减缩到第二横向宽度，该第一横向宽度如位于上游端和下游端之一，例如位于上游端770的776，该第二横向宽度如位于上游端和下游端的另外一个，例如位于下游端772的778。第一和第二横向宽度中的一个大于另一个，例如第二横向宽度778大于第一横向宽度776。这样的横向宽度中的一个通过密封件密封，例如在第一和第二过滤器元件764和766之间横向延伸的780。如图55所示，流体可以从端部770到端部772从左到右轴向流动，或者可选的，如图56所示，流体可以以相反的轴向流动，从端部772到端部770从右到左流动。
同样如上所述，至少部分所述轴向延伸弯曲线708，沿着在至少上游端和下游端之一处的一部分可以横向变平，例如在图36的422处，在各自通道中沿所述横向，这样使得各自的轴向延伸弯曲线分叉成Y形，并且沿着分叉的对角延伸弯曲线分支，例如424和426，这位于上游端和下游端中的至少一端。因此，过滤器元件可以在上游端和下游端之一，或在两端都具有由Y形的分叉弯曲线限定和界定的三角形部分。该过滤器安装在具有侧壁密封面的壳体内，该壳体侧壁可以如图49所示弯曲，或者可以是如图53所示的具有弯曲部分和直线部分。通过Y形限定出的所述三角形部分，与所述侧壁密封面配合。多个过滤器元件的每个都可以具有所述轴向延伸弯曲线，该轴向延伸弯曲线分叉成Y形，并且沿着分叉的对角延伸弯曲线分支，这在该上游端和下游端之一或在两端上，且这种多个过滤器元件的每个在各自的上游端和下游端之一都可以具有各自的三角形部分，该三角形部分由Y形的各自的分叉弯曲线限定和界定来，该多个过滤器元件的通过Y形限定出来的三角形部分彼此配合。
公开的结构能够实现优化的褶层间隔，从而获得最大的介质利用率。此外，由于成对过滤单元之间具有容许污染物通过的通道，例如726，742，因此污染物不会阻塞过滤器入口。累积在入口表面的污染物被减少。因此，污染物块沿整个过滤器元件的轴向长度更均匀的分配。因为污染物块的均匀分布，过滤器的压降减少，且过滤器使用寿命增加。这样，在一个体积减小的过滤器壳体中实现了较高的过滤介质利用因数，减少的压降，和增长的使用寿命。所述隔离环，例如740，758，可以是单独片，或者可以直接连接到过滤器上，或者可以集成在入口管之内。过滤器还可以利用热熔珠或其它塑料或金属元件而固定。壳体，例如738，756，可以是金属或塑料的。如果有必要，则把手，例如790，792，可以与过滤器元件一体成形，或连接于该过滤器元件上，用以有助于过滤器保养，例如通过握住该把手并且从各自的壳体738，756中，如图49，53中，轴向向左拉出多元件过滤器单元。该多元件过滤器单元可以具有奇数个过滤器元件，例如图48-53中的三个元件，或者可以具有偶数个过滤器元件，例如图54-56中的两个元件，或具有四个元件等。各层或元件之间的横向距离或间隙，例如，间隙746，726，730，742，774可以改变，这样可以根据消费者特殊的限制和容量要求来具有较大的或较小的间隙。例如，对于没有要求大的灰尘容纳容量，而是对具体包装尺寸要求较低的消费者，可以采用较大的间隙的设计。褶层块或过滤器元件之间的这些大的间隙将占据本应用于介质区域的空间，但是这会导致较低的系统限制，并且满足较低灰尘容纳容量的要求。元件之间的密封，例如732，780可以具有子弹形，以减少流动限制。组合起来的过滤器元件单元可以通过外侧密封(诸如744)，在轴向和/或径向密封力作用下，密封于壳体上。空气滤清器应用是该公开结构一种理想的实施方式。聚结器应用也是一个理想的实施方式，并且它具有一个优点，即从入口到该过滤器，离入口最远，速度最低，并且在该点处释放和排出捕获的液滴。这种低速度使得释放时的下落中的破碎最小化。在某些应用中，可能理想的是反向流动，并且提供随着距离过滤器入口的距离增加的速度，这在主要的捕获机制是漫射和/或截断时可以是一个优点，并且存在较小致密冲击微粒，用以在过滤器入口处收集。如所知道的，打褶过滤器元件可以采用多种类型的过滤介质。
在附加权利要求范围内，各种等同物、替代物和变型都是可能的。上述原则适用于多种闭合环形状的多种环形过滤器，而且还适用于具有堆叠起来的多个过滤器元件的嵌板过滤器。

Claims (6)

1.一种过滤器，包括多个打褶过滤器元件，所述过滤器元件沿轴向延伸弯曲线打褶，以形成沿轴向从上游端到下游端延伸的轴向延伸通道，每个通道具有通道高度，该通道高度沿垂直于所述轴向的横向横向地延伸，每个通道具有通道宽度，该通道宽度沿垂直于所述横向且垂直于所述轴向的侧向侧向地延伸，所述通道在所述上游端和下游端被交替密封，以提供在上游端敞开、在下游端闭合的第一组流动通道，和在上游端闭合、在下游端敞开的第二组流动通道，第一和第二所述过滤器元件在所述上游端和所述下游端的一个，在二者之间具有横向间隙，并在所述上游端和所述下游端中的另一个处彼此密封，所述间隙提供轴向通过其中的辅助流体流，所述第一过滤器元件的所述通道高度不同于所述第二过滤器元件的所述通道高度，其中，随着所述第一和第二过滤器元件从上游端轴向延伸至下游端，它们彼此成一定角度，从而在二者之间提供具有变化的横向宽度的所述横向间隙，其中，所述间隙从所述上游端和下游端的所述一个处的第一横向宽度到所述上游端和下游端的所述另一个处的第二横向宽度逐渐减小，而且所述第一和第二横向宽度中的一个大于所述第一和第二横向宽度中的另一个。
2.根据权利要求1所述的过滤器，其中，所述第一和第二横向宽度中的一个由在所述第一和第二过滤器元件之间横向延伸的密封件密封。
3.一种过滤器，包括多个打褶过滤器元件，所述过滤器元件沿轴向延伸弯曲线打褶，以形成沿轴向从上游端到下游端延伸的轴向延伸通道，每个通道具有通道高度，该通道高度沿垂直于所述轴向的横向横向地延伸，每个通道具有通道宽度，该通道宽度沿垂直于所述横向且垂直于所述轴向的侧向侧向地延伸，所述通道在所述上游端和下游端被交替密封，以提供在上游端敞开、在下游端闭合的第一组流动通道，和在上游端闭合、在下游端敞开的第二组流动通道，第一和第二所述过滤器元件在所述上游端和所述下游端的一个，在二者之间具有横向间隙，并在所述上游端和所述下游端中的另一个处彼此密封，所述间隙提供轴向通过其中的辅助流体流，所述第一过滤器元件的所述通道高度不同于所述第二过滤器元件的所述通道高度，其中，在所述上游端和下游端的至少一个处，所述轴向延伸弯曲线的至少一些沿其一部分沿所述横向横向地变平，进入各自的所述通道之内，使得各自的轴向延伸弯曲线在所述上游端和下游端中的所述一个处，以Y形分叉并且沿对角分叉延伸的弯曲线分支。
4.根据权利要求3所述的过滤器，其中，所述过滤器元件在所述上游端和下游端的所述一个处分别具有由所述Y形的分叉弯曲线限定并且界定的三角形部分。
5.根据权利要求4所述的过滤器，其中，所述过滤器安装在具有侧壁密封面的壳体内，且由所述Y形界定的所述三角形部分与所述侧壁密封面配合。
6.根据权利要求4所述的过滤器，其中，所述第一和第二过滤器元件各具有所述轴向延伸的弯曲线，该轴向延伸的弯曲线在所述上游端和下游端的一个上分叉成Y形并且沿对角分叉延伸的弯曲线分支，所述第一和第二过滤器元件的每一个在所述上游端和下游端的所述一个处具有各自的三角形部分，该三角形部分由所述Y形的相应的所述分叉弯曲线限定并界定，所述第一和第二过滤器元件的由各个所述Y形界定的所述三角形部分彼此配合。
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