CN102743930A - 空气过滤介质包、过滤元件、空气过滤介质及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有多个单面介质层的空气过滤介质包。所述单面介质层包括槽纹片材，表面片材，和多个槽纹，其中所述槽纹在槽纹片材和表面片材之间延伸并且具有从过滤介质包的第一面延伸到过滤介质包的第二面的槽纹长度。第一部分的多个槽纹阻止未经过滤的空气流入第一部分的多个槽纹，而第二部分的多个槽纹阻止未经过滤的空气流出第二部分的多个槽纹，使得进入介质包的第一面和第二面中的一个面并从介质包的第一面和第二面中的另一个面流出的空气通过介质，以便实现空气的过滤。槽纹片材包括面朝表面片材的重复内峰和背离表面片材的重复外峰。此外，槽纹片材可包括至少一个脊，它沿槽纹长度的至少50％在内峰和相邻外峰之间延伸。本发明还提供了空气过滤介质包、空气过滤介质、及其制造和使用方法的其它特征。

Description

空气过滤介质包、过滤元件、空气过滤介质及方法

本申请是申请日为2008年2月4日的PCT国际专利申请，对于除美国之外的所有指定国以美国公司DONALDSON COMPANY，INC.为申请人，仅对于以美国为指定国时以美国公民Gary J.ROCKLITZ、美国公民Ming OUYANG，和美国公民Anitha M.MATHEW为申请人，并且要求申请日为2007年2月2日的美国临时专利申请序列号60/899,311的优先权。

技术领域

本发明涉及一种空气过滤介质包，它可用于形成净化空气的过滤元件。本发明还涉及过滤元件，空气过滤介质，及其制造和使用方法。

背景技术

流体流（例如空气和液体）中携带有杂质物质。在很多情况，希望从流体流中过滤掉某些或所有杂质物质。例如，至机动车辆或发电设备的发动机的空气流，至燃气轮机系统的气流和至各种燃烧炉的空气流，其中都携带有应被过滤的杂质。另外，发动机润滑系统、液压系统、冷却系统或燃料系统中的液体流，也可能携带有应当被过滤的杂质。对于所述系统，优选从所述流体中除去选定的杂质（或使其含量降低）。已经开发了用于减少杂质的各种流体过滤器（空气或液体过滤器）结构。不过，总体上仍在寻求进一步的改进。

Z-介质一般是指一种类型的槽纹过滤介质，其中流体进入介质第一面上的槽纹并从介质第二面上的槽纹流出。一般，Z-介质上的面设置在介质的相对端。流体通过一个面上的开口槽纹进入，并通过另一面上的开口槽纹离开。在第一面和第二面之间的某个点，流体从一个槽纹进入另一个槽纹，以进行过滤。

Z-介质的早期形式通常指的是波纹形介质，这是因为介质的特征采自于波纹箱板行业。不过，波纹箱板一般设计用于承载负载。因此，槽纹设计可以偏离波纹箱板行业的标准和尺寸进行改动，以提供改进的介质性能。

已有了各种公开，对于z-介质的槽纹形式进行改动。例如，美国专利号5,562,825描述了波纹型式，它示出了利用有点半圆形（截面）的入口槽纹邻近窄的V-形（带有弯曲侧边）出口槽纹（见美国专利号5,562,825的图1和3）。在Matsumoto等人的美国专利号5,049,326中，示出了由具有半管的一个片材连接至具有半管的另一片材而限定的圆形（截面）或管形槽纹，在所得到的平行、直的槽纹之间具有扁平区域。见美国专利号5,049,326的图2。在Ishii等人的美国专利号4,925,561（图1）中，示出了槽纹被折叠成具有矩形截面，其中槽纹沿其长度成锥形。在WO 97/40918（图1）中，示出了槽纹或平行的波纹，其具有弯曲的波型（来自相邻的弯曲凸起和凹入的波谷），但是沿它们的长度成锥形（并因此不是直的）。另外，在WO 97/40918中示出了具有弯曲波型，但具有不同尺寸的波峰和波谷的槽纹。

发明内容

本发明提供了一种空气过滤介质包。所述空气过滤介质包包括多个单面介质层。单面介质层包括槽纹片材，表面片材，和在所述槽纹片材和表面片材之间延伸的多个槽纹，并且槽纹的槽纹长度从过滤介质包的第一面延伸到过滤介质包的第二面。所述多个槽纹的第一部分阻止未过滤的空气流入所述多个槽纹的第一部分，和所述多个槽纹的第二部分阻止未经过滤的空气流出所述多个槽纹的第二部分，以便进入介质包的第一面和第二面中的一个面并从介质包的第一面和第二面中的另一面流出的空气穿过介质，以对空气进行过滤。槽纹片材包括面向表面片材的重复的内峰和背向表面片材的重复的外峰。另外，槽纹片材包括重复的槽纹型式，它包括具有至少一个脊的槽纹沿槽纹长度的至少一部分在内峰和相邻的外峰之间延伸。优选地，槽纹的重复型式包括具有至少一个脊的槽纹在内峰和相邻的外峰之间延伸至少50％的槽纹长度。

重复型式的槽纹可以包括任意数量的槽纹，其中型式自身重复。槽纹的数量可以包括一个槽纹，两个槽纹，三个槽纹，四个槽纹等。在重复型式内的一个位置，至少有一个脊在内峰和相邻的外峰之间延伸。有脊在每个内峰和相邻的外峰之间延伸是可行的，但这并不是必须的。重复型式可以包括那些不具有脊在内峰和相邻的外峰之间延伸的槽纹和槽纹部分。在槽纹片材包括具有脊在内峰和相邻的外峰之间延伸一槽纹周期的槽纹的情况下，槽纹周期可以被称作具有“低接触”（low contact）形状。当槽纹片材包括两个脊在内峰和相邻的外峰之间延伸一槽纹周期，所述槽纹周期的形状可被称作“零应变”（zero strain）。尽管希望有脊在每个相邻峰之间延伸，这不是必须的。可能重复型式具有一个或多个脊在相邻峰之间延伸，而相邻峰之间的一个和多个区域不包括脊。

为了获得具有脊在相邻峰之间延伸的优点，可以希望使脊延伸的长度为槽纹长度的至少20％。优选地，脊延伸槽纹长度的至少40％，槽纹长度的至少50％，或槽纹长度的至少80％。

本发明提供了一种空气过滤介质包，它可被表征为包含槽纹的z-介质，其中所述槽纹在相邻槽纹间包含增加量的介质。表征相邻峰间过滤介质量的技术包括参考线-介质(cord-media)百分比和参考槽纹宽高比。对于本发明的过滤介质包，线-介质百分比可以是至少约6.2％，并且槽纹宽高比可以大于约2.2或小于约0.45。另外，本发明的过滤介质包可被表征为在介质包一侧上的体积(volume)比在介质包另一侧上的体积大至少10％，并且其中槽纹宽高比可以大于约2.2或小于约0.45。

本发明提供了槽纹介质片材。所述槽纹介质片材包括重复型式的槽纹，它包括内峰和外峰。重复型式的槽纹包括至少一个脊沿槽纹长度的至少50%在内峰和相邻的外峰之间延伸。所述介质包括用于流体过滤的基于纤维素的介质。

本发明提供了形成空气过滤介质包和使用空气过滤介质包的方法。

附图说明

图1是根据现有技术的示例性z-过滤介质的局部示意性透视图。

图2是图1所示现有技术介质的一部分的放大示意性截面图。

图3是各种波纹介质定义的示意图。

图4a-c是介质的一部分的放大示意性截面图，示出了宽高比。

图5a-5c是本发明的介质的一部分的放大示意性截面图。

图6是照片，示出了根据图5a的卷绕过滤介质的端视图。

图7是照片，示出了灰尘装载在图6所示过滤介质的透视图，其中槽纹片材的一部分被剥离以露出尘饼。

图8是图5b所示介质的锥形槽纹片材的透视图。

图9a和9b是图5b和5c所示锥形介质的一系列截面图。

图10a和10b是本发明的不对称介质的一部分的放大示意性截面图。

图11是与反相轮（inverter wheel）接触之后并且在与折叠轮（folder wheel）接触用于闭合槽纹之前的槽纹的截面图。

图12是沿图11的线12-12剖开的槽纹的截面图。

图13是沿图9中的线13-13剖开的槽纹的截面图。

图14是与折叠轮接触之后的槽纹的截面图。

图15是沿图14中的线15-15剖开的槽纹的截面图。

图16是沿图14中的线16-16剖开的槽纹的截面图。

图17是沿图14中的线17-17剖开的槽纹的截面图。

图18是图14所示折叠槽纹的端视图。

图19是示例性空气滤清器的剖面图，所述空气滤清器可以包括含有本发明空气过滤介质包的过滤元件。

图20是含有本发明空气过滤介质包的过滤元件的局部剖视图。

图21是含有本发明空气过滤介质包的过滤元件的透视图。

图22是含有本发明空气过滤介质包的过滤元件的透视图。

图23是图22的过滤元件的底部透视图。

图24是图22和23所示过滤元件的传感器板的侧视图。

图25是含有本发明空气过滤介质包的过滤器结构的局部剖视图。

图26是空气滤清器的局部剖视图，所述空气滤清器具有含本发明的空气过滤介质包的过滤元件。

图27是含有本发明的空气过滤介质包的示例性过滤元件的透视图。

图28是含有本发明的空气过滤介质包的示例性过滤元件的透视图。

具体实施方式

槽纹过滤介质

槽纹过滤介质可用于以多种方式提供流体过滤器结构。一种公知的方式为z-过滤器结构。本文所用的术语“z-过滤器结构”和“z-过滤介质”是指一种过滤器结构，其中各波纹状、折叠的、褶皱的、或以其他方式形成的过滤器槽纹被用于限定纵向过滤器槽纹，供流体流过介质；流体沿槽纹在介质的入口和出口流动端（或流动面）之间流动。Z-过滤介质的一些例子披露于美国专利号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；所述十五篇引用文献中的每一篇在此均被结合入本文作为参考。

一种类型的z-过滤介质利用两个介质部件结合在一起以形成介质结构。所述两个部件为：（1）槽纹（例如，波纹状）介质片材；和（2）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，例如与公开日为2005年8月25日，国际公开号为WO 2005/077487中所述的槽纹方向垂直，该文献在此被结合入本文作为参考。另外，表面片材可以是槽纹（例如，波纹状的）介质片材，并且槽纹或波纹可以与槽纹介质片材对齐或成角度。尽管表面介质片材可以是槽纹或波纹状的，它可以具有不是槽纹或波纹状的形式。所述形式可包括扁平片材。当表面介质片材不是槽纹状时，它可被称作非槽纹介质片材或非槽纹片材。

利用两种部件结合在一起以形成介质结构，其中两种部件是槽纹介质片材和表面介质片材的这种类型的Z-过滤介质可被称为单面介质。在某些z-过滤介质结构中，单面介质（槽纹介质片材和表面介质片材）一起可用于限定具有平行的入口和出口槽纹的介质。在一些情况，槽纹片材和非槽纹片材被固定在一起并随后被卷绕以形成z-过滤介质结构。所述结构披露于，例如，美国专利号6,235,195和美国专利号6,179,890，上述每篇文献在此被结合入本文作为参考。在某些其他结构中，槽纹介质固定至扁平介质的某些未卷绕部分彼此层叠，形成过滤器结构。这种结构的一个例子披露于美国专利号5,820,646的图11，该文献在此被结合入本文作为参考。一般，z-过滤介质被卷绕的结构可被称作卷绕结构，而z-过滤介质被层叠的结构可被称为层叠结构。过滤元件可以具有卷绕结构或层叠结构。

通常，槽纹片材/表面片材组合（例如，单面介质）绕其自身卷绕，以形成卷绕的介质包，是通过使表面片材向外进行的。卷绕的某些技术披露于公开日为2004年9月30日，国际公开号为WO 2004/082795，该文献在此被结合入本文作为参考。结果，所形成的卷绕结构一般具有部分表面片材作为介质包的外表面。

本文所用的术语“波纹状”是指介质结构，表示使介质通过两个波纹辊之间（即进入两个辊之间的辊隙或咬合部分）所形成的槽纹结构，其中每个辊具有适于形成所得到介质的波纹效果的表面特征。术语“波纹”不是指由不涉及介质进入波纹辊之间咬合部分的技术而形成的槽纹。不过，术语“波纹的”旨在适用于即使介质在波纹成型之后被进一步修改或变形的情况，例如通过公开日为2004年1月22日的PCT WO 04/007054中所述的折叠技术，该文献在此被结合入本文作为参考。

波纹状介质是槽纹介质的特定形式。槽纹介质是各槽纹延伸通过其间（例如，通过波纹成形或折叠或褶皱而形成）的介质。槽纹介质可以通过可提供希望槽纹形状的任意技术制备。波纹成形可以是可用的技术，用于形成具有特定尺寸的槽纹。当希望增大槽纹的高度（高度是两峰之间的高度）时，波纹成形技术可能不太实用，可能希望折叠或使介质褶皱。一般，介质的褶皱可通过折叠介质实现。折叠介质以提供褶皱的示例性技术包括刻划（scoring）并利用压力以形成折叠。

利用z-过滤介质的过滤元件或过滤器滤芯结构有时被称为“直通流动结构”或其变化形式。一般，在本文中是指，可维修的过滤元件一般具有入口流动端（或面）和出口流动端（或面），流体沿大体相同的直通方向进入和离开过滤器滤芯。就术语“直通流动结构”的定义来说，其忽略了空气流通过表面介质的最外侧包裹层排出介质包。在某些情况，每个入口流动端和出口流动端可以是大体扁平的或平面的，两者彼此平行。不过，其变化形式，例如非非平面的表面，在某些应用中是可行的。此外，入口流动面和相对的出口流动面的表征不要求入口流动面和出口流动面是平行的。如果需要，入口流动面和出口流动面可以彼此平行。另外，入口流动面和出口流动面可以相对于彼此成一角度，从而所述面不平行。此外，非平面的面可被认为是非平行的面。

直通流动结构，例如，与美国专利号6,039,778中所示类型的圆柱形褶皱过滤器滤芯不同，在该文献的滤芯中，流体在通过可维修的滤芯时一般发生相当大的转向。也就是说，在美国专利号6,039,778的过滤器中，在顺流系统，流体通过圆柱形侧面进入圆柱形过滤器滤芯，并随后通过端面转向流出。在逆流系统，流体通过端面进入可维修的圆柱形滤芯并随后通过圆柱形过滤器滤芯的侧面转向流出。所述逆流系统的例子在美国专利号5,613,992中示出。

过滤元件或过滤器滤芯可被称为可维修的过滤元件或过滤器滤芯。本文中，术语“可维修的”是指，含有介质的过滤器滤芯周期性地从相应的空气滤清器中取出并更换。构造了包括可维修的过滤元件或过滤器滤芯的空气滤清器，实现过滤元件或过滤器滤芯的取出和更换。一般，空气滤清器可以包括外壳和检修盖，其中检修盖取出已使用的过滤元件并插入新的或清洁的（再处理后的）过滤元件。

本文所用的术语“z-过滤介质结构”及其变化形式是指下述的任一种或全部：单面介质，包含槽纹介质片材和表面介质片材，具有适当的闭合，以抑制空气流在不经过过滤介质过滤的情况下从一个流动面到达另一流动面；和/或，单面介质卷绕或层叠或以其它方式构造或形成为三维网络的槽纹；和/或，包括单面介质的过滤结构；和/或，槽纹介质构造或形成（例如，通过折叠或褶皱）为三维网络的槽纹。一般，希望提供适当的槽纹闭合结构，以阻止流入介质一侧（或面）的未经过滤的空气从介质的另一侧（或面）流出，当成已过滤空气流的部分离开介质。在许多结构中，z-过滤介质结构被设置形成入口和出口槽纹的网络，入口槽纹在邻近入口面的区域开口并在邻近出口面的区域闭合；而出口槽纹在邻近入口面的区域闭合并在邻近出口面的区域开口。不过，其它的z-过滤介质结构是可行的，参见例如公开日为2006年5月4日，Baldwin Filter,Inc.的美国专利公开号2006/0091084A1，它也包括在相对的流动面之间延伸的槽纹，具有密封结构以防止未经过滤的空气流动通过介质包。在本发明的很多z-过滤结构中，可以使用粘合剂或密封剂来闭合槽纹并提供适当的密封结构，以阻止未经过滤的空气从介质的一侧流向介质的另一侧。塞子、介质的折叠、或介质的压挤可用作闭合槽纹的技术，以阻止未经过滤的空气从介质的一侧（面）流向介质的另一侧（面）。

可以提供可替换的z-过滤结构，利用槽纹介质片材。例如，槽纹介质片材可被折叠以在入口流动面和出口流动面形成闭合。这种类型结构的一个例子可以参见，例如AAF-McQuay Inc.的US 2006/0151383和Fleetguard Inc.的WO2006/13271，描述了槽纹介质具有垂直于槽纹方向的折叠或弯曲（bend），以便密封槽纹的端部。

参见图1，示出了可用作z-过滤介质的示例性类型的介质1。尽管介质1是现有技术介质的代表，许多描述介质1所用的术语也可以描述本发明的介质的部分。介质1由槽纹（在该例子中为波纹状）片材3和表面片材4形成。一般，槽纹波纹状片材3一般在本文表征的类型为具有规则的、弯曲的波型的槽纹或波纹7。本文中的术语“波型”是指，交替波谷7b和波峰7a构成的槽纹或波纹型式。本文中的术语“规则的”是指，成对的波谷和波峰（7b，7a）以大体相同的重复波纹（或槽纹）形状和尺寸交替。（另外，通常在规则的结构中，每个波谷7b基本上是每个波峰7a的倒置。）因此，术语“规则的”表示波纹（或槽纹）型式包括波谷和波峰，每一对（包括相邻的波谷和波峰）重复，沿槽纹长度的至少70％在波纹的尺寸和形状上没有显著的变化。本文中的术语“显著的”是指，由用于形成波纹或槽纹片材的工艺或形式的变化而引起的变化，而不是由于介质片材形成槽纹片材3是柔性的这一事实而产生的微小变化。对于重复型式的表征，并不是指在任意给定的过滤结构中，必须出现相同数目的波峰和波谷。介质1可以止于，例如，一对波峰和波谷之间，或者部分沿一对波峰和波谷。（例如，在图1中，局部所示的介质2具有8个完整的波峰7a和7个完整的波谷7b）。另外，相对的槽纹端（波谷和波峰的端部）可以彼此不同。所述端部的变化在上述定义中是忽略的，除非特别说明。也就是说，槽纹端部的变化旨在由上述定义覆盖。

在本文的槽纹过滤介质，并且尤其是示例性的介质1，波谷7b和波峰7a可被表征为峰。就是说，波峰7a的最高点可被表征为峰，并且波谷7b的最低点可被表征为峰。槽纹片材3和表面片材4的组合可被称为单面介质5。形成于波谷7b的峰可被称为内峰，因为它们面朝向单面介质5的表面片材3。形成于波峰7a的峰可被表征为外峰，因为它们背对形成单面介质5的表面片材3。对于单面介质5，槽纹片材3包括在7b处的重复内峰，他们面朝向表面片材4，和在波峰7a处的重复外峰，他们背对表面片材4。

术语“规则的”在用于表征槽纹型式时，并不旨在表征可被认为“锥形的”介质。一般，锥形是指沿槽纹的长度方向上槽纹尺寸缩小或增大。一般，锥形的过滤介质可能表现为第一组槽纹，其尺寸从介质的第一端向介质的第二端缩小；和第二组槽纹，其尺寸从介质的第一端向介质的第二端增大。一般，锥形型式不认为是规则的型式。不过，应当理解，z-介质沿槽纹长度可以包含被认为规则的区域和被认为不规则的区域。例如，第一组槽纹沿槽纹长度的一距离，例如四分之一距离至四分之三距离，可被认为是规则的，并且随后对于槽纹长度的剩余量，由于锥形的存在可被认为是不规则的。另一种可能的槽纹结构是锥形-规则-锥形结构，其中例如，槽纹从第一面至一预定位置成锥形，槽纹随后可被认为是规则的直到第二预定位置，并随后槽纹从第二预定位置至第二面成锥形。另一可替换的结构可以具有规则-锥形-规则结构或规则-锥形结构。可以根据需要构造不同可替换的结构。

在本文中的z-介质一般具有两种类型的“不对称”。一种类型的不对称是指面积不对称，而另一种类型的不对称是指体积不对称。一般，面积不对称是指槽纹截面面积不对称，并且可表现为锥形的槽纹。例如，如果沿槽纹长度在一位置处的槽纹面积不同于沿槽纹长度在另一位置处的槽纹面积，则存在面积不对称。槽纹面积是指槽纹片材与表面片材之间的面积。因为锥形的槽纹表现为从介质包的第一位置（例如端）至第二位置（例如端）尺寸缩小，或从介质包的第一位置（例如端）至第二位置（例如端）尺寸增大，因此有面积不对称。这种不对称（例如，面积不对称）是由锥形引起的一种类型的不对称，结果是具有这种类型不对称的介质可被称为不规则的。另一种类型的不对称可被称为体积不对称，会在下文更详细地加以说明。体积不对称是指在过滤介质包内脏侧体积与干净侧体积之间的差异。如果波型是规则的，则表现为体积不对称的介质可被表征为规则的，如果波型是不规则的，则表现为体积不对称的介质可被表征为不规则的。

可以提供Z-介质，其中至少部分槽纹由除了具有粘合剂或密封剂的塞子之外的技术闭合以阻止未经过滤的空气通过。例如，槽纹端可被折叠或压挤以形成闭合。一种提供规则和一致的折叠型式用于闭合槽纹的技术可被称作针刺（darting）。针刺槽纹或针刺一般是指槽纹的闭合，其中所述闭合通过使槽纹成锯齿形并折叠槽纹以形成规则的折叠型式，以使槽纹朝向表面片材压扁，以形成闭合而非通过压挤而实现。针刺一般暗示着这是一种系统的方法，通过折叠槽纹的部分而实现闭合槽纹端，使得槽纹闭合一般是一致和受控的。例如，美国专利公开号US 2006 0163150A1公开了一种槽纹，它在槽纹端具有针刺结构。针刺结构可以具有下述优点，包括，例如，密封所需的密封剂量减少，密封有效性上更高的安全性，和在槽纹的针刺端上希望的流型。Z-介质可以包括具有针刺端的槽纹，并且美国专利公开号US 2006/0163150A1的全部公开内容在此被结合入本文作为参考。应当理解，在槽纹端处针刺的存在不会使介质变得不规则。

在本文“弯曲的”波型的表征中，术语“弯曲”是指一种型式，它不是介质的折叠或褶皱形状的结果，而是沿半径曲线形成每个波峰7a的顶点和每个波谷7b的底部。尽管其它形式是可行的，所述z-过滤介质的通常半径为至少0.25mm，并且通常不大于3mm。根据上述定义，不弯曲的介质也是可用的。例如，可以希望提供一种半径足够尖的峰，从而它不被认为是“弯曲的”。半径可以小于0.25mm，或小于0.20mm。为了减少掩蔽(masking)，可以希望提供带有刀口的峰。在峰处提供刀口的能力可以由用于形成介质的设备、介质本身、和介质所处条件进行限制。例如，希望不切割或撕裂介质。因此，如果刀口在介质中产生切割或撕裂，则使用刀口形成峰是不希望的。另外，介质可能太轻或太重，而不能在部切割或撕裂的情况下提供足够不弯曲的波峰。另外，在形成峰时，工艺期间空气的湿度可能增强，以有助于形成更紧密的半径。

图1所示的波纹片材3的特定规则的、弯曲的波型的另一特征是，沿槽纹7的大部分长度，在每个波谷7b和每个相邻波峰7a之间的大致中点30的位置设有曲率倒置的过渡区域。例如，观察图1的背侧或面3a，波谷7b是凹入区域，而波峰7a是凸出区域。当然，当朝向正侧或面3b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，区域30可以是直片段，而不是点，曲率在片段30的端部倒置。

图1所示特定规则的、弯曲的波型的波纹片材3的一个特征是，各波纹一般是直的。在本文中术语“直的”表示，在边缘8和9之间的长度的至少50％并优选至少70%（通常至少80%），波峰7a和波谷7b在横截面上基本不改变。术语“直的”结合图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国际公开号WO 03/47722中所述的波纹介质的锥形槽纹的型式，上述文献在此被结合入本文参考。例如，WO 97/40918的图1所示的锥形槽纹是弯曲的波型，但不是“规则的”型式，或直槽纹型式，如本文所用术语。

参见本发明的图1并且如上文所述，介质2具有第一和第二相对的边缘8和9。对于所示的例子，当介质2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，当然在某些应用中相反的定向是可行的。

在所示的例子中，邻近边缘8具有密封剂，在这里是以密封边(sealantbead)10的形式，将槽纹片材3和表面片材4密封在一起。密封边10有时会被称作“单面”密封边，因为它是形成单面介质5的波纹片材3和表面片材4之间的密封边。密封边10将邻近边缘8的各槽纹11密封闭合，以阻止空气从中通过。

在所示的例子中，邻近边缘9处具有密封剂，在这里是以密封边14的形式。密封边14一般闭合槽纹15，以在邻近边缘9处阻止未经过滤的流体从其通过。密封边14通常在介质2绕其自身卷绕时被施加，波纹片材3朝向内侧。因此，密封边14会在表面片材4的后侧17和槽纹片材3的侧面18之间形成密封。密封边14有时被称为“卷绕密封边”，因为它通常在介质条2被卷绕成卷绕的介质包时施加。如果介质2被切成条状并且层叠而非卷绕，则密封边14会被称为“层叠密封边”。

参见图1，一旦介质1例如通过卷绕或层叠的方式被整合入介质包，它可以如下作业。首先，沿箭头12所示方向的空气会进入邻近端部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所示方向通过介质。它随后通过邻近介质包端部8的槽纹15的开口端15a离开介质包。当然，空气流可以沿相反的方向进行作业。

一般来说，z-过滤介质包括槽纹过滤介质固定至表面过滤介质，并且被设置成槽纹在第一和第二相对的流动面之间延伸的介质包。介质包内具有密封剂或密封结构，以确保在第一上游面进入槽纹的空气在不经过介质进行过滤的情况下，不能从下游面离开介质包。换句话说，z-过滤介质通常使用密封剂结构或其它结构，在入口流动面和出口流动面之间，阻止未经过滤的空气从其通过。另一个其它特征是，第一部分的槽纹被闭合或密封以阻止未过滤的空气流入第一部分的槽纹，和，第二部分的槽纹被闭合或密封以阻止未过滤的空气流出第二部分的槽纹，使得进入介质包的第一面和第二面中的一个并离开介质包的第一面和第二面中的另一个的空气通过介质，以便过滤空气。

对于图1所示的具体结构，平行的波纹7a，7b从边缘8到边缘9大体直的整个通过介质。直槽纹或波纹可以在选定的位置（尤其是端部）变形或折叠。在槽纹端部进行闭合的改动一般在上文“规则的”、“弯曲的”和“波型”的定义中被忽视。

一般，过滤介质是相对柔性的材料，通常为无纺纤维材料（纤维素纤维，合成纤维或两者），其内通常包括树脂，有时用其它材料处理。因此，它可以被整合或设置成各种槽纹（例如波纹的）型式，而没有不可接受的介质损伤。另外，它易于卷绕或以其它方式设置以供使用，同样没有不可接受的介质损伤。当然，它必须具有这样的特性，使得它在使用时保持希望的槽纹（例如波纹）结构。

在波纹成形或槽纹成形过程中，对介质实施非弹性变形。这能阻止介质返回到其原始形状。不过，一旦张力被释放，槽纹或波纹会倾向于回弹，仅恢复已发生的伸展和弯曲的部分。表面片材有时被固定至槽纹片材，以抑制槽纹（或波纹）片材的这种回弹。

另外，通常，介质可以包含树脂。在波纹成形过程中，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的形状。

介质的槽纹片材3、表面片材4或两者可以在其一侧或两侧具有细纤维材料，例如根据美国专利号6,955,775，6,673,136，和7,270,693所述，上述文献在此被结合入本文参考。一般，细纤维可被称作聚合物细纤维（微纤维或纳米纤维），并且可被设置在介质上以改进过滤性能。由于介质上存在细纤维，可能或可希望获得具有减少的重量或厚度同时又获得希望的过滤特性的介质。因此，在介质上存在细纤维可以具有增强的过滤特性，提供使用更轻的介质，或两者。被表征为细纤维的纤维可以具有的直径为约0.001微米-约10微米，约0.005微米-约5微米，或约0.01微米-约0.5微米。纳米纤维是指直径为小于200纳米或0.2微米的纤维。微纤维是指直径大于0.2微米，但不大于10微米的纤维。可用于形成细纤维的示例性材料包括聚偏二氯乙烯，聚乙烯醇聚合物和共聚物，包括各种尼龙，例如尼龙6，尼龙4，6，尼龙6，6，尼龙6，10，及其共聚物，聚氯乙烯，PVDC，聚苯乙烯，聚丙烯腈，PMMA，PVDF，聚酰胺，及其混合物。

仍参见图1，示出了粘接边20，位于槽纹片材3和表面片材4之间，将两者固定在一起。粘接边20可以是例如不连续线的粘合剂。粘接边也可以是点，其中介质片材焊接在一起。

综上所述，显而易见，所示的示例性槽纹片材3沿两者相邻接的峰通常不被连续地固定至表面片材。因此，空气可以在相邻的入口槽纹之间流动，并且可替换地在相邻的出口槽纹之间流动，而无需通过介质。不过，已通过入口流动面进入槽纹的未过滤空气不能在不通过至少一个介质片材进行过滤的情况下从出口流动面流出。

现参见图2，其中示出了z-过滤介质结构40，它采用槽纹（在本例子中为规则的、弯曲波型波纹的）片材43和非波纹状的扁平的表面片材44。点50和51之间的距离D1限定扁平介质44在给定槽纹53下方的区域52中的延伸距离。点50和51作为槽纹片材43的内峰46和48的中心点。另外，点45可被表征为槽纹片材43的外峰49的中心点。距离D1限定介质结构40的周期长度或间隔。长度D2限定在相同距离D1上的槽纹53的弓形介质长度，并且由于槽纹53的形状而当然地大于D1。根据现有技术，对于用于槽纹过滤应用中的通常规则形状的介质，长度D2与D1之比会在1.2-2.0的范围之内，包括端值。空气过滤器通用的示例性结构具有这样的结构，其中D2为约1.25xD1至约1.35xD1。所述介质例如已被商用于Donaldson Powercore^TM Z-过滤器装置中。本文中，比率D2/D1有时被表征为介质的槽纹/平面比或介质拉伸性（media draw）。

槽纹高度J是从扁平的表面片材44到槽纹片材43的最高点的距离。换句话说，槽纹高度J是槽纹片材43的交替峰57和58之间的外部高度差。峰57可被称为内峰（该峰面向表面片材44），而峰58可被称为外峰（该峰背对表面片材44）。尽管图2示出了特定槽纹介质结构的距离D1、D2和J，这些距离也可以被应用于槽纹介质的其它结构，其中D1是指槽纹的周期长度或在给定槽纹下方的扁平介质的距离，D2是指从低峰到低峰的槽纹介质的长度，而J是指槽纹高度。

另一种测量方式可被称为线长度（cord length）（CL）。线长度是指从峰57的中心点50到峰58的中心点45的直线距离。如果介质厚度影响距离值，则介质的厚度以及从何处开始或结束具体的距离测量的决定可能影响距离值。例如，线长度（CL）可以具有不同的值，这取决于是否是从内峰的底部到外峰的底部测量的距离，或是否是从内峰的底部到外峰的顶部测量的距离。所述距离的差异是介质厚度如何影响距离测量的一个例子。为了使介质厚度的影响最小化，线长度的测量由介质内的中心点确定。线长度CL和介质长度D2之间的关系可被表征为介质-线百分比。介质-线百分比可以根据下面的公式确定：

在波纹纸板业中，已定义了各种标准的槽纹。这包括，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结合下文的表1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z-过滤装置中使用了标准A和标准B槽纹的变形。DCI标准B槽纹可以具有约3.6%的介质-线百分比。DCI标准A槽纹可以具有约6.3的介质-线百分比。表1和图3还定义了各种槽纹。图2示出了z-过滤介质结构40，它采用标准B槽纹作为槽纹片材43。

一般，波纹盒子行业的标准槽纹结构已被用于定义波纹状介质的波纹形状或近似波纹形状。通过提供槽纹结构或构造来增强过滤，可以实现改进的过滤介质性能。在波纹盒板行业中，选择槽纹尺寸或波纹的几何形状以提供适于处理载荷的结构。波纹盒行业的槽纹几何形状开发出了标准A槽纹或B槽纹结构。所述槽纹结构可理想地用于处理载荷，同时通过改变槽纹的几何形状增强过滤性能。用于改进过滤性能的技术包括选择在一般情况下改进过滤性能的几何形状和结构，以及在选定过滤条件下改进过滤性能的几何形状和结构。可被改变以改进过滤性能的示例性槽纹几何形状和结构包括槽纹掩蔽，槽纹形状，槽纹宽高比，和槽纹不对称性。考虑到槽纹几何形状和结构的众多选择，鉴于有各种不同的槽纹几何形状和结构，过滤元件可被设置具有希望的过滤元件几何形状和结构，以改进过滤性能。

掩蔽（Masking）

在本文的z-介质中，掩蔽(masking)是指，邻近槽纹片材和表面片材之间的区域，在这里缺少显著的压力差，导致在过滤介质的使用中缺少有用的过滤介质。一般，被掩蔽的介质对于显著增强过滤介质的过滤性能是没有用的。因此，希望减少掩蔽，从而增加可用于过滤的过滤介质量，并从而增加过滤介质的容积，增加过滤介质的通过量，降低过滤介质的压降，或者上述中的一些或全部。

在槽纹片材被设置成如图2所示在峰处具有大半径型式的情况，在槽纹片材与表面片材的接触区域附近存在有较大面积的过滤介质，它一般不用于过滤。可通过减小峰或槽纹片材与表面片材之间接触点的半径（例如，提供较尖的接触点），来减少掩蔽。当介质处于压力下（例如在空气过滤过程中），掩蔽一般考虑介质变形。较大半径可能导致更多的槽纹片材朝向表面片材偏斜并从而增加掩蔽。通过设置更尖的峰或接触点（例如，较小半径），可以减少掩蔽。

已经试图减小槽纹片材与表面片材之间的接触半径。例如，参见Winter等人的美国专利号6,953,124。图4a示出了减小半径的例子，其中槽纹片材70在槽纹片材70的较尖峰或接触点74和75接触表面片材72和73。弯曲波型，例如图1所示的弯曲波型，一般提供一种槽纹片材，它在峰处的半径为至少0.25mm并且通常不大于3mm。较尖峰或接触点可被表征为半径小于0.25mm的峰。优选地，较尖峰或接触点可以具有的半径小于约0.20mm。另外，可以通过使峰所具有的半径小于约0.15mm并且优选小于约0.10mm，来降低掩蔽。峰可以没有半径或半径基本上为约0mm。提供具有较尖峰或接触点的槽纹介质的示例性技术包括：以足以提供较尖锐边缘的方式冲压、弯曲、折叠、或折缝（creasing）槽纹介质。应当理解，提供尖锐边缘的能力取决于许多因素，包括介质本身的成分，和用于实现冲压、弯曲、折叠或折缝的加工设备。一般，提供较尖接触点的能力取决于介质的重量以及介质是否含有抗撕裂或切割的纤维。一般，希望在冲压、弯曲、折叠、或折缝过程中不切割过滤介质。

尽管希望减小峰（内峰或外峰）的半径来减少掩蔽，但并不需要使所有的峰都具有减小的半径以减少掩蔽。根据介质的设计，使外峰具有减小的半径或使内峰具有减小的半径，或者使内峰和外峰均具有减小的半径以便减少掩蔽都可能是可行的。

增加介质的表面积

通过增加可用于过滤的过滤介质量，可增强过滤性能。减少掩蔽可被认为是一种增加可用于过滤的介质的表面积的技术。现参见图4a，槽纹片材70可被认为具有截面类似于等边三角形的槽纹。由于介质是柔性的，因此可以预期在介质受到压力时，例如在空气过滤期间，槽纹片材70可能变形。另外，图2中的槽纹片材43可被认为具有类似于三角形的槽纹。一般，槽纹类似于等边三角形的槽纹介质与其它槽纹设计相比，一般提供可用于过滤的最少量介质，其中，所述其它槽纹设计包括相对于槽纹高度增加或减小周期长度或间距D1，或相对于周期长度增加或减小槽纹高度J。

现在参见图4b和4c，图4b涉及一种介质，其中槽纹片材80在表面片材82和83之间延伸。图4c示出了一种介质，其中槽纹片材90在表面片材92和93之间延伸。示出了槽纹片材80具有比图4a中的槽纹片材70更长的槽纹周期。因此，与图4a所示的介质结构相比，槽纹片材80相对于槽纹高度J具有较长的周期D1。现在参见图4c，示出了槽纹片材90具有比图4a中的槽纹片材70更短的槽纹周期。与图4a所示的介质结构相比，示出了槽纹片材90相对于周期D1具有较大的槽纹高度J。

槽纹介质的结构可以被表征为槽纹宽高比。槽纹宽高比是槽纹周期长度D1与槽纹高度J的比率。槽纹宽高比可以由下面的公式表述：

测得的距离，例如槽纹周期长度D1和槽纹高度J可被表征为每个槽纹端的20%内沿槽纹长度的过滤介质的平均值。因此，可以远离槽纹的端部测量距离。通常槽纹的端部具有密封剂或闭合部。在槽纹闭合部处计算的槽纹宽高比不必定代表实际发生过滤的槽纹部分的槽纹宽高比。因此，槽纹宽高比的测量可以由除槽纹端部附近的槽纹长度的最后20%之外的槽纹长度的平均值提供，以便消除当槽纹在端部附近被闭合时槽纹闭合端的影响。对于“规则的”介质，可以预见槽纹周期长度D1与槽纹高度J沿槽纹长度会相对恒定。相对恒定表示，当槽纹闭合部设计可能影响宽高比时，除各端部20%长度之外，槽纹宽高比可以在槽纹长度上的变化在约10%以内。另外，在不规则介质的情况，例如具有锥形槽纹的介质，槽纹宽高比可能在槽纹的长度上变化或者保持大致相同。通过调节槽纹形状使之远离理论上的等边三角形形状，可以增加可用于过滤的介质量。因此，槽纹宽高比为至少约2.2，至少约2.5，至少约2.7，或至少约3.0的槽纹可以提供增大的可用于过滤的介质的表面积。另外，提供宽高比为至少约0.45，至少约0.40，至少约0.37，或至少约0.33的槽形设计，可以提供增大的可用于过滤的介质面积。

槽纹形状

过滤介质的性能可通过改变槽纹形状而得以提高。具有增大可用于过滤的过滤介质量的槽纹形状可以提高性能。增大可用于过滤的过滤介质量的一种技术是在相邻峰之间形成脊(ridge)。如上文所述，相邻峰是指内峰（面向表面片材）和外峰（背对表面片材）。图5a-5c示出了用于增强过滤性能的代表示例性槽纹形状。图5a所示的槽纹形状可以被称为“低接触”槽纹形状。图5b和5c所示的槽纹形状可被称为“零应变（zero strain）”槽纹形状。一般，“低接触”是指与标准A和B槽纹介质相比，槽纹形状增强表面介质片材之间的槽纹介质片材量同时减少槽纹片材和表面片材之间的接触（例如，掩蔽）量的能力。“零应变”是指槽纹形状沿槽纹的长度提供锥形而不会在介质上产生不希望水平的应变的能力。一般，介质中不希望水平的应变（或拉长）指的是在介质中产生撕裂或扯裂的应变量，或者需要使用特殊介质以便可以承受更高应变水平的应变量。一般，可以承受大于约12%应变的介质通常被认为是特殊介质，并且该特殊介质比那些用于承受至多约12%应变的介质更贵。零应变槽纹片材可以额外在槽纹片材和表面片材之间提供减少的接触。

现在参见图5a-5c，介质110包括位于表面片材111和113之间的槽纹片材112，介质120包括位于表面片材121和123之间的槽纹片材122，而介质140包括位于表面片材141和143之间的槽纹片材142。槽纹片材112和表面片材113的组合可被称为单面介质117，槽纹片材122和表面片材123的组合可被称为单面介质137，而槽纹片材142和表面片材143的组合可被称为单面介质147。当单面介质117、137、或147被卷绕或层叠时，在层叠介质的情况下表面片材111、121、或141可由另一单面介质提供，或在卷绕介质的情况下可由同一单面介质提供。

介质110、120、和140可被设置成提供过滤元件，用于清洁流体（例如空气）。过滤元件可被设置为卷绕的元件或层叠的元件。卷绕的元件一般包括槽纹介质片材和表面介质片材被卷绕，以提供卷绕结构。卷绕结构可以具有被表征为圆形、长圆形、或跑道形的形状。层叠结构一般包括由槽纹介质片材粘接至表面介质片材构成的交替层的介质。图5a-5c所示的介质110、120和140剖开介质的截面图，示出所述形状的槽纹片材的截面形状。应当理解，截面形状可以沿槽纹长度延伸提供。此外，槽纹可以是闭合或密封的，以使介质用作z-介质。如果需要，闭合或密封可通过粘合剂或密封剂材料提供。

在图5a中，距离D1从内峰114的中心点到外峰116的中心点测得。示出槽纹介质110对于每个周期长度D1，或沿介质长度D2具有两个脊118。脊118沿至少部分槽纹长度延伸而提供。一般，每个脊118可被表征为公共区域（generalarea），在这里槽纹介质的相对较平坦部分118a连接槽纹介质的相对较陡峭部分118b。脊（例如，非峰的脊）可被认为是不同倾斜度介质部分之间的相交线。脊可以通过在该位置使介质变形而形成。由于对介质施加压力，介质可以在脊处变形。用于形成脊的技术包括冲压、折缝、弯曲和折叠。优选地，脊可以是由于在波纹成形工艺过程中冲压而形成，其中在波纹成形工艺过程中，波纹辊对介质施加压力以形成脊。用于形成槽纹片材和单面间隔介质的示例性技术披露于2008年2月4日向美国专利商标局提交的美国专利申请序列号61/025999中。美国专利申请序列号61/025999的完整公开内容在此被结合入本文作为参考。

对于示例性槽纹片材112，槽纹介质的相对较平坦部分118a在图5a中可被看为在外峰115和脊118之间延伸的槽纹介质部分。从外峰115到脊118的槽纹介质的相对较平坦部分118a的平均角度可被表征为相对于表面片材113小于45°，并且相对于表面片材113可小于约30°。槽纹介质的相对较陡峭部分118b可被表征为从内峰116延伸至脊118的介质部分。一般，被表征为在内峰116和脊118之间延伸的槽纹介质的相对较陡峭部分118b，相对于表面片材113的角度可以大于45°并且可以大于约60°。槽纹介质的相对较平坦部分118a和槽纹介质的相对较陡峭部分118b之间的角度差异可以表征脊118的存在。应当理解，槽纹介质的相对较平坦部分118a的角度和槽纹介质的相对较陡峭部分118b的角度可以被确定为形成介质的部分的端点的点之间的平均角度，并且所述角度从表面片材测得。

脊118可通过在形成槽纹介质12的过程中沿槽纹片材112的长度冲压、折缝、弯曲，或折叠而形成。理想但不是必须的，在形成槽纹介质112的过程中进行设置脊118的步骤。例如，脊118可通过热处理或湿处理或其组合的来设置。此外，脊118可通过冲压、折缝、弯曲或折叠以形成脊而形成，而不需要额外的设置脊的步骤。此外，脊118的特征不应当与槽纹片材外峰115或119以及槽纹片材内峰116或114混淆。大体较平坦部分118a和大体较陡峭部分118b的表征是一种表征脊存在的方式。一般，可以预见较平坦部分118a和较陡峭部分118b会出现曲线。也就是说，可以预见较平坦部分118a和较陡峭部分118b不辉是完全平面的，尤其是在过滤期间当流体（例如空气）流过介质时。不过，介质的角度可以由脊至对应的相邻峰测得，以提供介质的该部分的平均角度。

图5a所示的介质的形状可被称为低接触形状。一般，低接触形状是指在槽纹片材112和表面片材111之间的相对较低接触面积。脊118的存在有助于在峰115和119处提供减少的掩蔽。脊118由于使槽纹片材112变形而存在，并且结果减少了介质在峰115和119处的内应力。没有脊118的存在，很可能在槽纹片材112上存在一定水平的内张力，使得槽纹片材112在峰115和119处形成更大的半径，并从而增大掩蔽。结果，脊118的存在有助于增加相邻峰（例如峰115和114）之间存在的介质量，并且由于减压有助于在一定程度上减小峰（例如峰115）的半径，在没有脊的情况下，槽纹片材112内的张力会导致其在峰处张开或变平。

脊118的存在可通过目测检测。图6示出了过滤元件的端视图的照片，其中槽纹介质可被表征为具有低接触形状。尽管通过观察槽纹介质的端部不能特别明显地观察到低接触形状的存在，可以切入过滤元件并且看到沿槽纹长度延伸的脊的存在。另外，脊的存在可以通过由图7所示照片演示的技术加以确认，其中过滤元件载有灰尘，并且槽纹片材可被从表面片材剥离，以显露出尘饼，它具有与槽纹介质上的脊相对应的脊。一般，尘饼上的脊反映了具有一平均角度的灰尘表面的一部分与具有另一平均角度的灰尘表面的另一部分相交。尘饼表面的两个部分的相交形成脊。可用于装填介质以填满槽纹以便在槽纹内形成尘饼的灰尘可被表征为ISO细灰尘测试（Fine test dust）。

现在参见图5a，槽纹片材112在距离D2上包括2个脊118，其中D2是指从峰114的中心点到峰116的中心点的槽纹片材112的长度，并且其中脊不是峰114，115，116或119。尽管峰114和116可被称为内峰，而峰115和119可被称为外峰，所述峰还可被表征为表面片材峰。一般，相信介质会被设置成不同的结构（例如卷绕或层叠的），并且槽纹会被特别设置，使得可以忽视内和外的表征，而将峰表征为表面片材峰来取代。使用术语内和外是为了便于描述附图所示的槽纹。尽管槽纹片材112沿每个长度D2可以具有两个脊118，如果需要，槽纹片材112也可以沿每个周期长度D2设置单个脊，并且槽纹片材112可以具有这样一种结构，其中一些周期具有至少一个脊，一些周期显示有两个脊，而一些周期没有脊，或者上述的任意组合。槽纹片材可被表征为具有重复型式的槽纹，所述槽纹在重复型式中具有至少一个脊。重复型式的槽纹表示波型表现为在垂直于槽纹方向的方向上重复出现的型式。重复型式可以是每个相邻峰，每隔一相邻峰，每三个相邻峰等，或可被视为介质上型式的一些变形。

应当理解脊的存在的特征，表示脊沿槽纹的长度存在。一般，脊可以沿槽纹一长度，足以使所得到的介质具有希望的性能。尽管脊可以在槽纹的整个长度上延伸，但也可能例如由于槽纹端部影响的原因，脊不会在槽纹的整个长度上延伸。示例性影响包括槽纹闭合（例如针刺）以及在槽纹端存在塞子。优选地，脊延伸槽纹长度的至少20％。例如，脊可以延伸槽纹长度的至少30％，槽纹长度的至少40％，槽纹长度的至少50％，槽纹长度的至少60％，或槽纹长度的至少80％。槽纹端可以某种方式闭合，并且由于闭合，当从一表面观察介质包时可能察觉到脊的存在或可能不能察觉到脊的存在。因此，将脊的存在表征为沿槽纹长度延伸并不表示脊必须沿槽纹的整个长度延伸。此外，在槽纹的端部可能不能察觉到脊。现参见图6的照片，其中在槽纹介质的端部察觉到脊的存在可能有些困难，尽管在距离槽纹端部一定距离处可在介质内察觉到脊的存在。

现在参见图5b，槽纹介质120包括槽纹片材122位于表面片材121和123之间。槽纹片材122在内峰124和外峰125之间包括至少两个脊128和129。沿着长度D2，介质122包括四个脊128和129。介质的单个周期长度可以包括四个脊。应当理解，脊128和129不是被称为表面片材峰的波峰124，125或126。介质122可以被设置使得在相邻峰（例如峰125和126）之间有两个脊128和129。此外，槽纹片材122可以被设置使得在其它相邻峰之间有一个脊或没有脊。并不需要在每个相邻峰之间都有两个脊。如果需要使脊交替存在或在相邻峰之间的预定间隔设置脊，可以在峰之间没有脊。

脊128可被表征为槽纹介质的相对较平坦部分128a连接槽纹介质的相对较陡峭部分128b的区域。一般，槽纹介质的相对较平坦部分128a可被表征为具有小于45°并且优选小于约30°的角度，其中所述角度是测量脊128和脊129之间的介质并且相对于表面片材123而测得。槽纹介质的相对较陡峭部分128b可被表征为具有大于45°并且优选大于约60°的角度，其中所述角度是测量峰126到脊128的介质并且相对于表面片材123而测得。脊129可以通过槽纹介质的相对较平坦部分128a与槽纹介质的相对较陡峭部分128b相交而得到。一般，槽纹介质的相对较平坦部分129a对应从脊128延伸至脊129的介质部分并相对于表面片材123的角度。一般，槽纹介质的相对较平坦部分129a可被表征为具有小于45°并且优选小于约30°的倾斜度。槽纹介质的相对较陡峭部分129b可被表征为在脊129和峰125之间延伸的槽纹介质的部分，并且可被表征为具有一角度，该角度通过测量脊129和峰125之间的介质相对于表面片材123的角度而得。一般，槽纹介质的相对较陡峭部分129b可被表征为具有大于45°并且优选大于约60°的角度。

现在参见图5c，槽纹介质140包括槽纹片材142位于表面片材141和143之间。槽纹片材142包括内峰144和外峰145之间的至少两个脊148和149。沿长度D2，介质140包括四个脊148和149。介质的单个周期长度可以包括四个脊。应当理解，脊148和149并不是144和145。介质140可以被设置使得相邻峰（例如峰144和145）之间有两个脊148和149。此外，槽纹片材140可被设置使得其它相邻峰之间有一个脊、两个脊或没有脊。并不需要在每个相邻峰之间都具有两个脊。如果需要使脊交替存在或者在相邻峰之间的预定间隔处设置脊，可以在峰之间没有脊。一般，槽纹的型式可被设置成使槽纹的型式重复并且在相邻峰之间包括脊的存在。

脊148和149可被表征为槽纹介质的相对较平坦部分连接槽纹介质的相对较陡峭部分的区域。对于脊148的情况，是槽纹介质的相对较平坦部分148a连接槽纹介质的相对较陡峭部分148b。对于脊149的情况，是槽纹介质的相对较平坦部分149a连接槽纹介质的相对较陡峭部分149b。槽纹介质的相对较陡峭部分可被表征为具有大于45°并且优选大于约60°的角度，其中所述角度由介质的该部分相对于表面片材143测得。相对较平坦部分可被表征为具有小于45°并且优选小于约30°的倾斜度，其中所述倾斜度是介质的该部分相对于表面片材143的倾斜度。

槽纹片材142相对于槽纹片材122可被认为更有利于制备，这是因为槽纹片材142的包角（wrap angle）可以小于槽纹片材122的包角。一般，包角是指在槽纹成形步骤中由介质折弯而形成的角度总和。对于槽纹介质142的情况，与槽纹介质122相比，它在槽纹成形过程中介质折弯更少。结果，通过槽纹成形来形成槽纹片材142，所需的介质抗拉强度比槽纹片材122低。

所示的槽纹片材112，122，和142从峰到峰相对对称。也就是说，对于槽纹片材112，122，和142，槽纹重复，在相邻峰之间具有相同数量的脊。相邻峰是指沿槽纹介质的长度彼此邻近的峰。例如，对于槽纹片材112，峰114和115被认为是相邻峰。不过，介质的周期不需要在相邻峰之间具有相同数量的脊，并且介质以这种方式可被表征为非对称。也就是说，可以制备介质，所述介质在一半的周期上具有脊而在另一半的周期上没有脊。

通过在槽纹介质的相邻峰之间设置单个脊或多个脊，可以相对于现有技术的介质（例如标准A和B槽纹）增大距离D2。由于存在一个脊或多个脊，与例如标准A槽纹和B槽纹相比，提供一种过滤介质，它具有更多可用于过滤的介质是可行的。前文所述介质-线百分比的测量可用于表征相邻峰之间所提供的介质量。长度D2被定义为槽纹片材112，122和142的一个周期的槽纹片材112，122和142的长度。对于槽纹片材112的情况，距离D2是从较低峰114到较低峰116的槽纹片材的长度。该距离包括两个脊118。对于槽纹片材122的情况，长度D2是从较低峰124到较低峰126的槽纹片材122的距离。该距离包括至少四个脊128和129。由于在相邻峰之间设有一个或多个脊（或折痕），相邻峰之间存在增大的过滤介质可由介质-线百分比来表征。如前所述，标准B槽纹和标准A槽纹分别具有约3.6％和约6.3％的介质-线百分比。一般，低接触槽纹（例如图5a所示的槽形设计）可以表现为具有约6.2％-约8.2％的介质-线百分比。图5b和5c所示的槽纹设计可以具有约7.0％-约16％的介质-线百分比。

图5b和5c中的过滤介质120和140具有其它优点，即具有沿槽纹长度使槽纹逐渐收缩的能力，而不在介质中产生应变。其结果是，图5b和5c中的槽纹形状可被称为零应变槽纹形状。现在参见图8和9a，示出了锥形结构的槽纹片材122。在图9a中，示出了槽纹片材122从结构122a向结构122d成锥形。锥形的结果是，槽纹介质包括如122b和122c所示的结构。随着槽纹介质从122a向122d成锥形，脊128和脊129接近较低峰126并离开上峰125。相应地，随着槽纹介质122从122a向122d成锥形，槽纹片材122和表面片材123之间的截面表面积减小。与所述截面表面积减小相对应，由槽纹片材122和表面片材形成的相应槽纹接触上峰125，经历截面表面积的增大。还可以观察到，随着锥形朝向122a和122d所示的端部结构行进，脊趋向于融合在一起或变得不易彼此区分。122a所示的结构倾向于看上去更像低接触形状。此外，可以看到，随着槽纹介质从122d向122a成锥形，脊128和脊129接近上峰125。

使用过滤介质120（其中槽纹片材122包含脊128和129）的优点是它能够使槽纹成锥形，而不会产生过多的应变，以及它能够使用那些应变量不需要大于12％的过滤介质。一般，应变可由下面的方程式表征：

D2min是指在介质松弛或无应变情况下的介质距离，D2max是指在承受撕裂之前点的应变下的介质距离。可以承受高达约12％的应变的过滤介质在过滤行业中是非常通用的。通用的过滤介质可被表征为基于纤维素的。为了增加介质能够承受的应变，可以向介质中添加合成纤维。其结果是，使用必须承受大于12％应变的介质可能非常昂贵。因此，希望利用槽纹结构，它能使槽纹成锥形同时使介质上应变减到最小，并且避免了使用那些能够承受高于12％应变的昂贵介质的必要性。

现在参见图9b，示出了图5c的槽纹片材142以锥形结构从位置142a延伸至142b，并然后到142c。随着槽纹成锥形至较小截面面积（槽纹片材142和表面片材143之间的区域），脊148和149移向峰145。反之亦然。即，随着槽纹的截面面积增大，脊148和149移向峰144。

以图5a-5c为例的槽纹形状与标准A和B槽纹介质相比，可有助于减小可能在峰处被掩蔽的介质的面积。此外，以图5a-5c为例的形状与标准A和B槽纹介质相比，可有助于增大可用于过滤的介质量。在图5a中，从表面片材113观察槽纹片材112，可以看到脊118使槽纹成凹入外形。从表面片材111的视角来看，可以看到脊118使介质在相邻峰之间延伸，具有凸出外形。现在参见图5b，可以看到脊128和129从槽纹介质122的任一侧从峰到相邻峰具有凹入和凸出的外形。应当理解，鉴于脊的存在，槽纹实际上不是凹入或凸出的。相应地，脊在曲面中提供了过渡或间断。另一种表征脊存在的方式是通过观察介质曲面中的间断，其中所述间断不存在于标准A槽纹和B槽纹中。此外，还应当理解，图5a-5c和9a-9b所示的槽纹形状有些夸大。也就是说，在形成槽纹介质后，介质中存在一定程度的弹性或记忆性导致其成弓形或弯曲。此外，流体（例如空气）通过介质的应用可导致介质变形。结果，根据本发明制备的实际介质不必要精确按照图5a-5c和9a-9b中所呈现的。

如果需要，图5a-5c所示的单面介质结构可逆。例如，单面介质117包括槽纹片材112和表面片材113。如果需要，单面介质可被构造使得它包括槽纹片材112和表面片材111。类似地，如果需要，图5b和5c中所示的单面介质可逆。图5a-5c所示的单面介质的特征仅是用于解释本发明。本领域的技术人员应当理解，通过以与图5a-5c中所示基本相反的方式将槽纹片材与表面片材组合，可以制备单面介质。也就是说，在使槽纹片材形成槽纹步骤之后，槽纹片材可以在槽纹片材的任一面与表面片材组合。

槽纹空间不对称

槽纹空间（体积）不对称是指在过滤元件或过滤器滤芯内上游空间（体积）和下游空间（体积）之间的空间（体积）差异。上游空间（体积）是指接收未过滤空气的介质的空间，而下游空间（体积）是指接收过滤后空气的介质的空间。过滤元件还可被表征为具有脏空气侧和清洁空气侧。一般，过滤介质的脏空气侧是指接收未过滤空气的介质的空间。清洁空气侧是指接收已过滤空气的介质的空间，其中已过滤空气从脏空气侧进入经过滤通过。可能希望使介质的脏空气侧或上游空间大于清洁空气侧或下游空间。已经观察到，空气中的颗粒物沉积在脏空气侧，因此过滤介质的容量可由脏空气侧的容积来确定。通过使空间不对称，可能增加可用于接收脏空气侧的介质的空间并从而增加介质包的容量。

当上游空间和下游空间之间的差异大于10％时，过滤介质存在槽纹空间不对称。槽纹空间不对称可由下面的公式表示：

优选地，表现空间不对称的介质具有的空间不对称性为大于约20％，并优选为约40％-约200％。一般，可能希望在需要使介质的使用寿命最大化时，上游空间会大于下游空间。另外，也可能有这样的情况，即希望使上游空间相对于下游空间最小化。例如，对于安全元件的情况，可能希望安全元件具有较少的上游空间，以便介质填充和阻止流动相对较快，作为已在上游过滤元件中发生故障的指示。

空间（体积）不对称可通过从示出槽纹截面图的照片中测量槽纹的截面表面积来计算。如果槽纹形成规则型式，该测量会产生槽纹空间不对称。如果槽纹不是规则的（例如锥形的），可以测量介质的数个截面并利用可接受的内插法或外推法技术来计算槽纹空间不对称性。

可以调整槽纹的设计，以提供能增强过滤的槽纹不对称性。一般，槽纹不对称性是指形成具有较窄峰和加宽弓形波谷的槽纹，或与之相反结构的槽纹，使得介质的上游空间和下游空间不同。对称槽纹的例子披露于Wagner等人的美国专利申请公开号US 2003/0121845。美国专利申请公开号US 2003/0121845的公开内容在此被结合入本文作为参考。

现在参见图10a和10b，通过过滤介质150和160示出了不对称的槽纹。过滤介质150示出了位于表面片材154和155之间的槽纹片材152。槽纹片材152被设置在槽纹片材152和表面片材154之间提供比由槽纹片材152和表面片材155限定的空间（体积）更大的空间（体积）。结果，当希望使上游空间或脏空气侧空间最大化时，由槽纹片材152和表面片材154之间的区域限定的空间可用作上游空间或用作脏侧空间。槽纹过滤介质160示出了位于表面片材164和165之间的槽纹片材162。槽纹片材被设置在槽纹片材162和表面片材165之间提供更大的空间。如果需要，槽纹片材162和表面片材165之间的区域可被表征为上游空间或脏侧空间。

针刺槽纹

图11-18示出了闭合槽纹端的技术。该技术可被称为针刺并且针刺槽纹的通常技术披露于公开日为2006年7月27日的美国专利公开号US 2006/0163150。美国专利公开号US 2006/0163150的完整公开内容在此被结合入本文作为参考。

图11-18示出了可用于闭合本发明过滤介质的槽纹的示例性针刺技术。尽管在现有技术介质的上下文中示出了图1-18中给出的针刺技术，但该针刺技术可应用于本发明的槽纹介质。例如，图5a-5c所示的槽纹介质可根据图11-18中所示的技术进行针刺。

一般，在应用表面密封边190将槽纹片材204固定至表面片材206之后，可进行针刺以提供闭合。一般，并且如美国专利公开号US 2006/0163150所述，可以使用压凹（indenting）或针刺轮以形成图11-13所示的槽纹200，并且可以使用折叠轮（folder wheel）以形成图14-18所示的槽纹200。如图11-13所示，针刺轮通过压凹或使其倒置，使上峰204的部分202变形。术语“倒置”及其变化形式表示，上峰204凹进或朝向表面片材206的方向转向向内。图12是由针刺轮形成的沿倒置210的中点的截面图。倒置部210位于由针刺工艺而形成的一对峰212，214之间。峰212，214一起形成槽纹双峰216。槽纹双峰216中的峰212，214的高度比倒置前上峰204的高度低。图13示出了在槽纹200的一部分处槽纹200的截面，该部分不涉及针刺轮，因此没有变形。从图13可以看到，槽纹200的该部分保持其最初形状。

现在参见图14-18。图14-18示出了在与折叠轮接合后针刺部分198的截面。具体地讲，图18示出了针刺部分198的端视截面图。可以看到，折叠结构218形成针刺的槽纹220，具有四个折纹221a，221b，221c和221d。折叠结构218包括平坦第一层222，它被固定至表面片材64。示出第二层224压抵平坦的第一层222。第二层224优选通过折叠第一层222的相对外端226，227而形成。

仍参见图18，两个折叠或折纹221a，221b在本文中一般被称为“上部，向内的”折叠或折纹。术语“上部”在本文中表示，当沿图11的方向观察折叠220时，折纹位于整个折叠220的上部。术语“向内的”是指，每个折纹221a，221b的折叠线或折纹线彼此相向。

在图18中，折纹221c，221d在本文中一般被称为“下部，向外的”折纹。术语“下部”在本文中是指，沿图14的方向，折纹221c，221d不像折纹221a和221b那样位于上部。术语“向外的”表示，折纹221c，221d的折叠线彼此相背。

本文中所用的术语“上部”和“下部”尤其是指当沿图18的方向观察时的折叠220。也就是说，它们并不表示折叠220在实际产品供使用时所定向的方向。

基于上述特征并参见图18，可以看到，本发明中根据图18的优选规则的折叠结构218包括至少两个“上部，向内折纹”。这些向内的折纹是特有的，并且有助于提供一种整体结构，其中折叠不会对相邻的槽纹产生严重的侵蚀。所述两个折纹部分由图18中的顶端212，214彼此相向折叠而形成。

还可以看到第三层228压抵第二层224。第三层228通过从第三层228的相对内端230，231折叠而形成。在某些优选实施例中，表面片材206会沿相对于折叠结构218的边缘固定至槽纹片材196。

另一种观察折叠结构218的方式是参照槽纹片材196的交替的波峰204和波谷205的几何形状。第一层222包括倒置的波峰210。第二层224对应双峰216，所述双峰216折叠朝向，并在优选的结构中折叠抵靠倒置的峰210。应当注意，倒置的峰210和双峰216，对应第二层224，位于波谷205外侧波峰204的相对侧。在所示的例子中，有第三层228，它从双峰216的被折叠端部230，231延伸。

图15-17示出了在不同部分的槽纹200的形状。图17示出了槽纹200的未变形部分。从图15和16可以看到，倒置部210沿着从它接合表面片材206（图18）处延伸到它不再存在的点（图17）。在图15和16中，倒置部210以不同的长度与表面片材206间隔。

用于提供图1-18所示针刺的工艺可被称为“中心压凹”，“中心倒置”，“中心针刺”或“中心变形”。同样，术语“中心”在本文中表示压凹或倒置发生在由压凹或针刺轮咬合的相关上峰80的顶点或中心处。变形或压凹通常在本文被认为是中心压凹，只要它发生在脊的中心的3mm范围内。在针刺的上下文中，术语“折纹”，“折叠”，或“折叠线”表示使介质折回到其自身上或使介质折叠在其自身上而形成的边缘，在介质的部分之间有或没有密封剂或粘合剂。

尽管结合图11-18所述的闭合技术可以形成如图18所示的槽纹闭合，可能在针刺过程中，由于介质的柔性以及介质移动的速度，使得压凹步骤可能没有精确发生在波纹形片材196的顶点或峰处。结果，折叠顶端212和214可能不如所示的那样对称。事实上，顶端212和214中的一个可能变得有些平，而另一个顶端是折叠的。此外，在某些槽纹设计中，可能希望跳过压凹步骤。例如，槽纹可能具有足够小的高度（J），使得槽纹可受压闭合，以提供重复的折叠型式，而不需要压凹槽纹顶端的步骤。

塞的长度和槽纹高度

Z-介质有时被表征为具有从入口面延伸到出口面的槽纹，并且其中第一部分的槽纹可以被表征为入口槽纹，而第二部分的槽纹可以被表征为出口槽纹。入口槽纹可在出口面附近设有塞或密封，而出口槽纹可在接近或邻近入口面处设有塞或密封。当然，该结构的其它形式是可用的。例如，密封或塞不需要设置在入口面或出口面处或其附近。如果需要，密封或塞可被设置成远离入口面或出口面。在使用热熔性粘合剂作为密封或塞的情况，通常发现所述塞具有至少约12mm的长度。申请人发现，通过缩短塞的长度，可能增加过滤介质的理想特征，包括容量，低初始压降，减少的介质量，或上述的组合。可能希望塞的长度小于约10mm，优选小于约8mm，并甚至更优选小于约6mm。

槽纹高度（J）可以根据需要调节，这取决于过滤情况。当利用本发明介质的过滤元件被用作采用例如标准B槽纹的传统过滤元件的替代品时，高度J可以是约0.075英寸-约0.150英寸。当利用本发明介质的过滤元件被用作采用例如标准A槽纹的传统过滤元件的替代品时，高度J可以是约0.15英寸-约0.25英寸。

过滤元件

现在参见图19-28，所述的过滤元件包括空气过滤介质包。空气过滤介质包可包括本文所述的单面介质。

空气过滤介质包可作为包含径向密封的过滤元件的部分，如披露于，例如，美国专利号6,350,291，美国专利申请号US 2005/0166561，和国际专利公开号WO 2007/056589，上述文献的公开内容在此被结合入本文作为参考。例如，参见图19，过滤元件300包括空气过滤介质包301，它可作为单面介质的卷绕介质包302，并且包括第一面304和第二面306。框架308可设置在介质包310的第一端上，并且可延伸超出第一面304。此外，框架308可包括周边312上的台阶或收缩部和延伸超出第一面304的支撑314。支撑314上可以具有密封件316。当过滤元件301被导入外壳320中时，密封件316接合外壳密封表面322以形成密封，使得未过滤的空气不能绕过空气过滤介质包300。密封件316可被表征为径向密封，因为密封件316包括密封表面317，它沿径向方向接合外壳密封表面322以提供密封。此外，框架308可包括介质包横梁或支撑结构324，它有助于支撑框架308并且有助于减少空气过滤介质包300的伸缩。可以设置检修盖324，用于将过滤元件300封装在外壳320中。

空气过滤介质包可作为过滤元件的一部分，它在径向密封结构上具有变化形式。如图20所示，可以放置密封330，用于将框架332固定至介质包334。如图19所示，框架308可以可粘接地连接至介质包301。如图20所示，框架332可设置邻近第一面336，并且密封330可被设置使得它将支撑332固定至介质包334上，而不使用额外的粘合剂。密封330可被表征为包胶模（overmold）密封，它沿密封支撑338的两面展开并且展开到介质包334第一端340处的外表面上。

根据美国专利号6,235,195，空气过滤介质包可作为过滤元件的部分，该文献的完整公开内容在此被结合入本文作为参考。现在参见图21，过滤元件350包括具有长圆形或跑道形的卷绕介质包352，和环绕介质包外部连接至端部的轴向夹紧密封（pinch seal）354。示出了轴向夹紧密封354位于介质包的第一面356和第二面358之间。轴向夹紧密封354包括基部360和凸缘部362。一般，凸缘部362倾向于被夹紧在两个表面之间以形成密封。一个表面可以是包含过滤元件350的外壳的表面。此外，夹紧凸缘362的另一结构可以是检修盖或设置在外壳内以助于保持密封的其他结构，以便未过滤的空气通过介质包而不能绕过介质包。过滤元件350可以包括从第一面356轴向延伸的手柄364。如果需要，手柄可以设置从第二面358轴向延伸出来。手柄364允许人将过滤元件350从外壳拉出或取出。

现在参见图22-24，过滤元件由附图标记400表示。过滤元件400包括卷绕介质包402，手柄结构404，和密封结构406。该过滤元件结构的细节可以参见美国专利号6,348,084，该文献的完整公开内容在此被结合入本文作为参考。前述的单面介质可用于制备过滤元件400。

手柄结构404包括中心板408，手柄410，和钩状结构412。单面介质可以绕中心板408卷绕，使得手柄410从介质包402的第一面414轴向延伸出来。钩状结构412可从介质包402的第二面416延伸出来。手柄410允许操作者将过滤元件400从外壳中取出。钩状结构412用于连接至横梁或支撑结构420。钩状结构412包括钩状件422和424，其接合横梁或支撑结构420。横梁或支撑结构420可设置为密封支撑结构430的一部分，它从第二面416延伸出来并且包括密封支撑件432。密封434可设置在密封支撑件432上，以便在过滤元件400和外壳之间提供密封。当密封倾向于由于径向朝向的密封表面436和外壳密封表面的接触而提供密封时，密封434可被表征为径向密封。

空气过滤介质包可作为如美国专利号6,348,085所示的燃气涡轮系统的部分，该文献的完整公开内容在此被结合入本文作为参考。示例性燃气涡轮过滤元件在图25中由附图标记450表示。过滤元件450可以包括主过滤元件452和二次过滤元件454。二次过滤元件454可被称为安全过滤元件。主过滤元件452可由本申请前述的空气过滤介质包形成。空气过滤介质包可通过卷绕单面介质或通过层叠单面介质而形成。主过滤元件452和二次过滤元件454可被固定在套筒件460内。套筒件460可包括凸缘462，它包括密封464。在安装时，元件450可被设置使得凸缘462和密封464设置邻近支撑466并由夹具200固定就位，以便密封464提供充分的密封，使得未过滤的空气不能绕过过滤元件450。

另一种可利用空气过滤介质包的过滤元件披露于美国专利号6,610,126中，该文献的完整公开内容在此被结合入本文作为参考。现在参见图26，过滤元件500包括空气过滤介质包502，径向密封结构504，和灰尘密封结构506。过滤元件500可以设置在空气滤清器外壳510内，并且可以包括位于过滤元件500下游的安全或二次过滤元件512。此外，可以提供检修盖514用于使外壳510闭合。外壳510和检修盖514可以夹紧灰尘密封506，因此灰尘密封506可被表征为夹紧密封。

根据国际专利公开号WO 2006/076479和国际专利公开号WO2006/076456，空气过滤介质包可设置为层叠介质包结构，上述文献的公开内容在此被结合入本文作为参考。现在参见图27，由附图标记600表示过滤元件，它包括层叠的块状介质包602。块状的层叠的介质包602可被表征为矩形或直角（正）平行四边形介质包。为了密封介质包602的相对端，设置有侧板604和606。侧板604和606接触每个层叠的单面介质的前端和尾端。介质包602具有相对的流动面610和612。应当指出，面610和612之间没有设置流动路径，它不需要空气通过介质包602的介质并因此而被过滤。在空气过滤元件600中设置有外周、周边的外壳密封环614。所示具体的密封环614是轴向夹紧密封环。如果需要，可在介质包表面620和622上设置保护性的片材或板。

根据国际公开号WO 2007/133635，空气过滤介质包可被设置为层叠介质包结构，所述文献的完整公开内容在此被结合入本文作为参考。现在参见图28，过滤元件以附图标记650示出。过滤元件650包括层叠的z-过滤介质结构652，它具有第一（在本例中）入口面654，和相对的第二（在本例中）出口面656。此外，过滤元件650包括上侧660，下侧662，和相对的侧端664和666。层叠的z-过滤介质结构652一般包括一个或多个单面介质条层叠，其中每个介质条包括槽纹片材固定至表面片材。所述条被设置使得槽纹在入口面654和出口面656之间延伸。所示的过滤元件650包括层叠的z-过滤介质结构，该结构包括两个层叠的介质包部分670和672。密封件680可以模制到介质包上。

应当理解，鉴于示例性附图19-27，空气过滤介质包可被设置为各种结构以形成过滤元件，所述过滤元件随后可用于各种外壳结构中以提供增强的性能。

示例

利用过滤介质性能模型软件，可以将具有包含不同槽纹设计的介质的过滤元件进行比较。过滤元件不是为了本示例而被构造和测试的。而是，过滤元件和过滤元件部件的尺寸，过滤元件和过滤元件部件的性能和特征，使用条件，和待过滤空气的特征被输入模仿过滤介质性能的计算机程序中。通过在实际Donaldson Company过滤介质进行测试的基础上，来证实过滤介质性能模型软件。计算机软件模型的结果预计有约10％以内的误差。为了评估不同的过滤介质设计，认为约10％以内的误差值已经足够低，因此所述模型软件可用于评估各种设计选择。

表2-5包括表征过滤元件和计算机生成的结果。所述表利用过滤介质性能模型软件识别所评估的元件尺寸。元件尺寸是指元件的整体尺寸。在表2，4，和5中，元件是层叠的板形z-介质元件，它的尺寸为8英寸x12英寸x5英寸。在表3中，元件是卷绕的z-介质元件，它的尺寸为17英寸直径x12英寸深度。

上述说明书、示例和数据提供了制造和使用本发明的过滤介质和过滤元件的完整描述。由于可以在不背离本发明的精神和范围的前提下可以作出本发明的许多实施例，本发明的范围由所附的权利要求书确定。

Claims (14)

1.一种空气过滤介质包，包括：

（a）多个单面介质层，其中所述单面介质层包括槽纹片材、表面片材、和多个槽纹，所述多个槽纹在槽纹片材和表面片材之间延伸并且具有从过滤介质包的第一面延伸到过滤介质包的第二面的槽纹长度；

（b）第一部分的多个槽纹阻止未经过滤的空气流入第一部分的多个槽纹，并且第二部分的多个槽纹阻止未经过滤的空气流出第二部分的多个槽纹，使得进入介质包的第一面或第二面中的一个面并且从介质包的第一面或第二面中的另一个面流出的空气通过介质以便实现空气的过滤；和

（c）其中：

i.多个槽纹的至少一部分具有空间不对称性，使得由介质在介质包的一侧形成的空间比由介质在介质包的相对侧形成的空间大至少10%，和

ii多个槽纹的至少一部分在槽纹片材接触表面片材的位置处具有尖的槽纹端。

2.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，其中所述槽纹端具有小于.25毫米的半径。

3.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，其中所述多个槽纹具有的槽纹宽高比大于2.2或小于0.45。

4.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，其中所述空间不对称性为约40%到约200%。

5.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，其中所述槽纹片材包括面向表面片材的重复内峰和背离表面片材的重复外峰，并且重复型式的槽纹包括在内峰和相邻的外峰之间沿槽纹长度的至少20％延伸的至少一个脊。

6.根据权利要求5所述的空气过滤介质包，其中所述槽纹片材包括重复型式的槽纹，所述重复型式的槽纹包括在内峰和相邻的外峰之间沿槽纹长度的至少50％延伸的至少一个脊。

7.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，包括锥形的槽纹。

8.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，其中单面介质被设置成卷绕结构。

9.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，其中单面介质被设置成层叠结构。

10.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，其中槽纹片材的介质-线百分比为大于约6.2％。

11.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，其中槽纹片材的介质-线百分比为约6.2％-8.2％。

12.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，其中槽纹片材的介质-线百分比为约7.0％-16％。

13.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，还包括密封件，所述密封件包括密封表面，所述密封表面被构造成沿径向延伸方向接合空气滤清器外壳表面。

14.根据权利要求1所述的空气过滤介质包，还包括密封件，所述密封件包括密封表面，所述密封表面被构造成沿轴向延伸方向接合空气滤清器外壳表面。

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