CN101772371B - 大容量过滤器 - Google Patents

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Abstract

一种过滤器元件具有第一子元件和第二子元件，提供了增加的介质，提供了改进的性能和组装选择。第一子元件和第二子元件沿指定的流径部分提供了平行于彼此的第一流径和第二流径。

Description

大容量过滤器
技术领域
本发明涉及过滤器，且更具体地涉及大容量过滤器。
背景技术
延长的保养间隔和减少的过滤器限制是包括空气过滤的过滤系统的两个关键的性能参数。市场还需要改进的组装选择。提高的过滤器性能能够以较小的组装尺寸提供相似的性能，或以相似的尺寸提供改善的性能。还期望提供性能得到改善的过滤器元件，同时容许使用标准过滤器壳体。这容许了最终用户在标准过滤器元件型式或高性能型式之间进行选择，且使用在由OEM(初始设备制造商)提供的标准过滤器壳体中的任一型式。
发明内容
本发明是在针对如上文所述的改善的过滤器性能的持续研发工作期间产生的。
附图说明
图1为根据本发明的可收容过滤器元件的过滤器壳体的透视图。
图2为沿图1中的线2-2截取的截面图。
图3为切去壳体的图1中的一部分的透视图。
图4为沿图3中的线4-4截取的截面图。
图5类似于图3且示出了另一实施例。
图6为沿图5中的线6-6截取的截面图。
图7类似于图4且示出了另一实施例。
具体实施方式
图1示出了用于过滤如输入箭头22所示的流体、如空气或其它流体的过滤器20。在空气的情况下，该过滤器为空气净化器，其包括沿轴线26轴向地延伸的圆柱形壳体24，并且具有切向入口28及具有图2中的出口30，出口30用于如箭头32所示地排出清洁的经过滤的空气，且例如如美国专利6,958,083中所示，该专利通过引用并入到此处。壳体中的环形过滤器元件34接收来自于入口28的污浊空气，且将清洁的经过滤的空气输送到出口30。如箭头22所示的经由切向入口28进入壳体24中的空气以螺旋状螺线的方式沿壳体24的内部表面36流动，然后经由包括将被描述的第一子元件38和第二子元件40的过滤器元件34流入空心的内部42，然后如箭头32所示，经由出口30向图2中的左侧轴向地流动。如所述的并入的′083专利中一样，壳体24通常为由上壳体段44和下壳体段46提供的两件式塑料组件，且由例如在美国专利6,402,798中所示的扭转和锁定结构48连结，该专利通过引用并入此处。下段46可具有灰尘喷射净化阀50，用于周期性地排出由离心分离所提供的预清洁而收集的微粒，该离心分离由所述螺旋方式提供，如例如在所述并入的′083专利中已知的一样。测压接头52可提供在出口30处，用于监测该处的压力，继而又用于监测整个过滤器的压降，这是已知的。
图2中的过滤器元件34沿轴线26在远端相对的第一轴向端部54与第二轴向端部56之间轴向延伸。该过滤器元件包括：第一子元件38，其具有从第一上游面60穿过其间到达第一下游面62的第一流径58；以及第二子元件40，其具有从第二上游面66穿过其间到达第二下游面68的第二流径64。各子元件均优选为环形构件，且子元件38在其向图2中的右侧轴向延伸时可略微径向向内成锥形，且子元件40可为在其向图2中的左侧轴向延伸时径向向内成锥形的截头圆锥形构件。流径58和64从入口28至出口30是彼此平行的。第二流径64具有图2至图4中的上游部分70，其在72处沿所述第一上游面60向右轴向地流动，然后在74处沿过滤器元件的所述第一轴向端部54径向向内流动，然后在76处沿所述第二上游面66向左轴向地流动。72处的流动是在过滤器元件与环形凸缘78之间，该环形凸缘78从壳体段或罩盖46的轴向端部80向左轴向延伸。74处的流动是在位于端盖82处的过滤器元件的轴向端部54与壳体盖罩段46的轴向端部80之间，沿路径74提供引导结构，这将被描述。在76处的流动进入子元件40的空心的内部84。
第一下游面62和第二下游面68彼此面对。第一上游面60和第二上游面66彼此背离。经由第一子元件38的第一流径58沿第一方向，即径向向内。经由第二子元件40的第二流径64沿第二方向，即径向向外。所述第二方向与所述第一方向相反。第一下游面62和第二下游面68优选为沿其间的直线、跨过共同的间隙88彼此面对。第一流径58和第二流径64在间隙88中彼此合并。第二流径64的上游部分70限定围绕共同的间隙88的U形。该U形具有第一腿部72和第二腿部76，以及其间的弯曲部74。第一腿部74与共同的间隙88通过其间的第一子元件38径向地间隔开。弯曲部74与共同的间隙88通过其间的过滤器元件的轴向端部54轴向地间隔开。第二腿部76与共同的间隙88通过其间的第二子元件40径向地间隔开。
在图2至图4的构造中，在第一轴向端部54处的端盖组件82具有沿其的径向引导通道，其在74处提供了从第一上游面60至第二上游面66的径向流道。第一子元件38和第二子元件40利用共同的端盖82附接到彼此上，端盖82例如为氨基甲酸乙酯等，且提供了所述端盖组件。该端盖组件包括多个轴向延伸的支座92，其在其间提供了各自的多个径向流道90。端盖组件还可包括多个径向延伸的支座94，其在其间提供从第一上游面60至多个径向引导通道90的各自的多个轴向流道96。端盖组件还可包括沿轴向流道96的用于附加轴向流动的多个凹槽98。
图5至图6示出了另一实施例，且使用了与上图相似的参考标号，这适合便于理解。所述端盖组件包括从所述第一轴向端部54伸出的多孔笼100。该多孔笼包括从第一轴向端部54沿锥形轴向且径向地延伸的侧壁102。在74处的流径穿过如106处所示的笼子的穿孔或开口或气孔或槽口104。
在一个实施例中，子元件38和40中的各个子元件均包括打褶的过滤器介质，其在闭环中具有多个褶层，该闭环具有由多个外褶层尖端限定的外周和多个内褶层尖端限定的内周，例如，如下列并入的美国专利所示：6,261,334；6,383,244；6,391,076；6,416,561；6,511,599；6,641,637。在一个实施例中，共同的端盖82径向地跨过各子元件的整个轴向端部，且覆盖图4和图6中的各个图的内部褶层尖端和外部褶层尖端。在图7中的另一实施例中，使用了与上图相似的参考标号以便于理解，共同的端盖82a覆盖第一子元件38的内部褶层尖端110和第二子元件40的外部褶层尖端112，而非第一子元件38的外部褶层尖端114也不是第二子元件40的内部褶层尖端116。共同的端盖82a所具有的外周118小于第一子元件38的外部褶层尖端114的外周。共同的端盖82a所具有的内周120大于第二子元件40的内部褶层尖端116的内周。该实施例使得能够使用如包括美国专利6,391,076的上述并入的专利中的交替褶层密封件，这容许了过滤器的端部具有敞开的褶层尖端，包括外部子元件38的端部，以减小对在74处围绕过滤器元件的轴向端部的流动的限制，这又减小了总体限制且加强了对子元件40的利用。在118处的第二子元件40的其它轴向端部由端盖120封闭，端盖120同样可沿褶层的轴向端部仅部分地延伸，以再次利用所述并入的专利的所述交替褶层密封技术，但端盖120可径向地延伸穿过子元件40的内部褶层尖端与外部褶层尖端之间的整个跨距。
在上述说明中，为了简洁、清楚和理解，使用了某些术语。由于这些术语是用于描述的目的且旨在以广义地解释，故并未以此暗示超过现有技术要求的不必要的限制。本文所述的不同的构造、系统及方法步骤可单独使用，或结合其它构造、系统及方法步骤来使用。所期望的是，在所附权利要求书范围内的各种等价物、替换物和修改是可能的。

Claims (18)

1.一种过滤器元件，所述过滤器元件在远端相对的第一轴向端部与第二轴向端部之间沿轴线轴向延伸，且所述过滤器元件包括第一子元件以及第二子元件，该第一子元件具有从第一上游面穿过其间到达第一下游面的第一流径，该第二子元件具有从第二上游面穿过其间到达第二下游面的第二流径，所述第一流径和第二流径彼此平行，所述第二流径具有上游部分，该上游部分沿所述第一上游面轴向流动，然后沿所述过滤器元件的所述第一轴向端部径向流动，然后沿所述第二上游面轴向流动。
2.根据权利要求1所述的过滤器元件，其中，所述第一下游面和第二下游面彼此面对。
3.根据权利要求2所述的过滤器元件，其中，所述第一上游面和第二上游面彼此背离。
4.根据权利要求3所述的过滤器元件，其中，通过所述第一子元件的所述第一流径是沿第一方向，且通过所述第二子元件的所述第二流径是沿第二方向，其中所述第二方向与所述第一方向相反。
5.根据权利要求4所述的过滤器元件，其中，所述第一下游面和第二下游面跨过其间的共同间隙彼此面对，并且所述第一流径和第二流径在所述共同间隙中彼此合并。
6.根据权利要求1所述的过滤器元件，其中，所述第一下游面和第二下游面跨过共同间隙彼此面对，所述第一流径和第二流径在所述共同间隙中彼此合并，并且，所述第二流径的所述上游部分限定围绕所述共同间隙的U形，所述U形具有第一腿部和第二腿部以及其间的弯曲部，所述第一腿部与所述共同间隙通过其间的所述第一子元件径向间隔开，所述弯曲部与所述共同间隙通过其间的所述过滤器元件的所述第一轴向端部轴向间隔开，所述第二腿部与所述共同间隙通过其间的所述第二子元件径向间隔开。
7.一种过滤器元件，所述过滤器元件在远端相对的第一轴向端部与第二轴向端部之间沿轴线轴向延伸，且所述过滤器元件包括第一子元件以及第二子元件，所述第一子元件具有从第一上游面穿过其间到达第一下游面的第一流径，所述第二子元件具有从第二上游面穿过其间到达第二下游面的第二流径，所述第一流径和第二流径彼此平行，端盖组件位于所述第一轴向端部和第二轴向端部中的一个轴向端部处，所述端盖组件具有沿该端盖组件的一个或多个径向引导通道，从而提供从所述第一上游面至所述第二上游面的一个或多个径向流道。
8.根据权利要求7所述的过滤器元件，其中，所述第一子元件和第二子元件利用共同的端盖彼此附接，其中所述端盖组件包括所述共同的端盖。
9.根据权利要求7所述的过滤器元件，其中，所述端盖组件包括多个轴向延伸的支座，所述多个轴向延伸的支座提供在其间的相应的多个所述径向流道。
10.根据权利要求7所述的过滤器元件，其中，所述端盖组件包括多个径向延伸的支座，所述多个径向延伸的支座提供在其间的从所述第一上游面至多个所述径向引导通道的相应的多个轴向流道。
11.根据权利要求7所述的过滤器元件，其中，所述端盖组件包括从所述第一轴向端部伸出的多孔笼。
12.根据权利要求11所述的过滤器元件，其中，所述多孔笼包括从所述第一轴向端部沿锥形、轴向和径向地延伸的侧壁。
13.根据权利要求8所述的过滤器元件，其中，所述子元件中的每个子元件包括在闭环中具有多个褶层的打褶的过滤器介质，所述闭环具有由多个外部褶层尖端限定的外周，以及由多个内部褶层尖端限定的内周，并且其中所述共同的端盖覆盖所述第一子元件的所述内部褶层尖端和所述第二子元件的所述外部褶层尖端，并且所述共同的端盖所具有的外周小于所述第一子元件的所述外部褶层尖端的外周，并且所述共同的端盖所具有的内周大于所述第二子元件的所述内部褶层尖端的所述内周。
14.根据权利要求7所述的过滤器元件，其中，所述第二流径具有上游部分，该上游部分沿所述第一上游面轴向流动，然后沿所述过滤器元件的所述第一轴向端部径向流动，然后沿所述第二上游面轴向流动。
15.根据权利要求14所述的过滤器元件，其中，所述第一上游面和第二上游面彼此背离，通过所述第一子元件的所述第一流径是沿第一方向，通过所述第二子元件的所述第二流径是沿第二方向，所述第二方向与所述第一方向相反，所述第一下游面和第二下游面跨过共同间隙彼此面对，所述第一流径和第二流径在所述共同间隙中彼此合并，并且所述第二流径的所述上游部分限定围绕所述共同间隙的U形，所述U形具有第一腿部和第二腿部以及其间的弯曲部，所述第一腿部与所述共同间隙通过其间的所述第一子元件径向间隔开，所述弯曲部与所述共同间隙通过其间的所述过滤器元件的所述第一轴向端部轴向间隔开，所述第二腿部与所述共同间隙通过其间的所述第二子元件径向间隔开。
16.一种过滤器元件，所述过滤器元件在远端相对的第一轴向端部与第二轴向端部之间沿轴线轴向延伸，且所述过滤器元件包括第一子元件以及第二子元件，该第一子元件具有从第一上游面穿过其间到达第一下游面的第一流径，该第二子元件具有从第二上游面穿过其间到达第二下游面的第二流径，所述第一流径和第二流径彼此平行，所述第二流径具有上游部分，该上游部分沿所述第一上游面轴向流动，然后沿所述过滤器元件的所述第一轴向端部径向流动，然后沿所述第二上游面轴向流动，其中，所述第一下游面和第二下游面跨过其间的共同间隙彼此面对，并且所述第一流径和第二流径在所述共同间隙中彼此合并，其中所述共同间隙包括没有任何过滤器材料的环带。
17.根据权利要求16所述的过滤器元件，其中，所述子元件中的每个子元件包括在闭环中具有多个褶层的打褶的过滤器介质，所述闭环具有由多个外部褶层尖端限定的外周，以及由多个内部褶层尖端限定的内周，并且其中所述共同间隙是其所述内部褶层尖端处的所述第一子元件的所述内周和其所述外部褶层尖端处的所述第二子元件的所述外周之间的径向间隙。
18.一种过滤器元件，所述过滤器元件在远端相对的第一轴向端部与第二轴向端部之间沿轴线轴向延伸，且所述过滤器元件包括第一子元件以及第二子元件，该第一子元件具有从第一上游面穿过其间到达第一下游面的第一流径，该第二子元件具有从第二上游面穿过其间到达第二下游面的第二流径，所述第一流径和第二流径彼此平行，端盖组件位于所述第一轴向端部处，并且提供从所述第一上游面到第二上游面的多个径向流道，其中，所述端盖组件包括笼，该笼从所述第一轴向端部沿着锥形、轴向和径向地延伸，并且具有提供所述径向流道的多个周向气孔，所述气孔沿所述锥形彼此间隔开。
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