CN103038491B - 阻力减小的板式过滤器 - Google Patents

Abstract

提供了一种过滤器组件（30）、板式过滤单元（38）和用于供应过滤器组件（30）方法。过滤器组件（30）包括具有进口（34）和出口（36）的外壳（32）和用于过滤从进口（34）到出口（36）的流体的板式过滤单元（38），板式过滤单元（38）在外壳（32）中包括过滤介质（40）。板式过滤单元（38）被配置以减小从外壳进口（34）到进口容腔（42）内的进流的阻力和减小从出口容腔（44）到外壳出口（36）的出流的阻力。

Description

阻力减小的板式过滤器

技术领域

本发明涉及板式过滤器。

背景技术

板式过滤器在现有技术中是已知的。典型地，待过滤的流体从入口流入继而横向流过板式过滤单元继而流到出口。

发明内容

本发明是在板式过滤器技术的持续的开发工作中出现的。

附图说明

图1是根据本发明的过滤器组件的等距视图。

图2与图1类似，但其部分地被剖除。

图3是图1的过滤器组件的截面图。

图4是安装在图1的过滤器外壳内的板式过滤单元组件的等距视图。

图5是图4的板式过滤单元组件的侧视图。

图6与图1类似，其显示了另一个实施例。

图7是图6的过滤器组件的剖视图。

图8是图6的过滤器组件的截面图。

图9与图8类似，其显示了另一个实施例。

图10是图9的实施例的等距视图。

图11与图4类似，其显示了另一个实施例。

图12是显示了图11的板式过滤单元组件的侧视图。

图13是显示了安装在外壳内的图11的板式过滤单元组件的截面图。

图14根据本发明的另一个板式过滤单元的等距视图。

图15与图11类似，其显示了另一个实施例。

图16是图15的板式过滤单元组件的侧视图。

图17是图15的板式过滤单元组件的截面图。

图18是安装在外壳内的板式过滤单元组件的一个替代实施例的截面示意图。

图19与图18类似，其显示了另一个实施例。

图20与图18类似，其显示了另一个实施例。

图21与图18类似，其显示了另一个实施例。

具体实施方式

图1-5显示了过滤器组件30，其包括具有进口34和出口36的外壳32以及外壳内的板式过滤单元38，板式过滤单元38包括过滤介质40用于过滤从进口34流到出口36的流体。板式过滤单元38将外壳分成进口容腔42和出口容腔44。板式过滤单元38被配置以a)减小从进口34进入进口容腔42的进流的阻力和b)减少从出口容腔44到出口36的出流的阻力。如图3中可见的，板式过滤单元38被放置以便既不阻碍也不堵塞从进口34流入进口容腔42的进流，并且被放置以便既不阻碍也不堵塞从出口容腔44到出口36的出流。板式过滤单元被进一步配置和放置以增加进口容腔42内的空隙空间及增加出口容腔44内的空隙空间。

在空气过滤器的实施中，需要优化或最大化进口容腔42内的上游进口容积用于改进灰尘在板式空气过滤单元38上的分布。在一些汽车空气过滤器的应用中，需要优化及最大化出口容腔44内的下游容积用于改进空气过滤器下游的MAFS(massairflowsensor，质量型空气流量传感器)的性能。当板式空气过滤单元随着时间而载荷，即从干净到肮脏，在MAFS之前的空隙空间和开口容积在保证稳定的MAFS性能上是重要的。在各种汽车封装的环境中，外壳内的空隙空间小，或仅在不可使用的位置可得到空隙空间。本公开的组件在一个汽车的应用中如期地降低了穿过进气系统的阻力，其既包括进入进口容腔的进口又包括离开出口容腔的出口。

在图2中，流体沿着直线形的进流流径46穿过外壳进口34流入进口容腔42而不拦截板式过滤单元38，然后如箭头48所示其从直线形的进流流径46转弯以流过板式过滤单元38，然后转弯并沿着直线形的出流流径50从出口容腔44流过外壳出口36而不拦截板式过滤单元38。在替代的或额外的流体的流动描述中，流体沿着第一轴向流向46穿过进口34轴向地流入外壳，然后如箭头48所示横向地穿过板式过滤单元38，然后沿着第二轴向流向50穿过出口36轴向地流出外壳。在所示的实施例中，流体在容腔42和44的每一个中沿着轴向流向流动，而其通过其他的流向也是可能的。如箭头48所示，流体从进口容腔42横向地流过板式过滤单元38到出口容腔44。进口容腔42和出口容腔44横向地隔开在板式过滤单元38的相对的两侧上，板式过滤单元38横向地放置在其间。板式过滤单元38相对于所提到的轴向流向倾斜地延伸。随着流体离开进口34前进，即在图2和3中从那里向左流动，进口容腔42的容积增加，并且，随着流体朝向出口36前进，即在图2和3中向左流动，出口容腔44的容积减少。

图6-10显示了另一个实施例，在适合之处使用了与上述相同的附图标记以便于理解。在此实施例中，随着流体离开进口34前进，即在图7和8中向左流动，进口容腔42的容积减少，并且随着流体朝向出口36前进，即在图7和8中向左流动，出口容腔44的容积增加。

板式过滤单元38具有边框52，图4、5，其具有远端相对的第一和第二端壁54和56，图2。第一端壁54接近进口34。第二端壁56接近出口36。每个端壁具有沿如箭头48所示的流体流过板式过滤单元38的方向延伸的高度。第一端壁的高度与第二端壁的高度不同。在图2和7的实施例中，第一端壁54的高度大于第二端壁65的高度。板式过滤单元38具有沿流体流过其中的，即如箭头48所示的，方向的高度。第一端壁54的高度大于板式过滤单元的高度，第二端壁56的高度小于板式过滤单元的高度。

外壳32包括底58和盖60，两者在接口拼合线62处连接，图1。在一个实施例中，板式过滤单元38的边框52具有安装垫圈或法兰64，图4，其将板式过滤单元在拼合线62处安装到外壳，例如通过被夹在外壳的底和盖上的互补的法兰之间，以及使出口容腔44对进口容腔42封闭。在图1-3中，接口拼合线62和板式过滤单元38相对于所提到的轴向方向46和/或50倾斜地延伸。在图6-8中，接口拼合线62平行于所提到的轴向方向46和/或50延伸，板式过滤单元38相对于所提到的轴向方向倾斜地延伸。在图1-3中，拼合线和板式过滤单元可以相对于彼此平行地或非平行地延伸。在图6-8中，拼合线和板式过滤单元相对于彼此非平行地延伸。

在图6-10中，每个底58和盖60具有各自的一组搁架66和68，以在其间被安装和被封闭的关系接合并套嵌板式过滤单元的边框52。搁架中的至少一个，例如搁架68，图7-10，横向地隔开于所提到的拼合线62a。在一个实施例中，搁架包括横向地延伸的肋状部，例如形成在底58内的肋状部70，其接合并支撑边框52。一组给定的肩状部，如盖60上的肩状部68，平行于板式过滤单元延伸并以封闭的关系，例如在垫圈72处，接合边框52。另一组给出的搁架，如底58的74，相对于板式过滤单元倾斜地延伸并以封闭的关系在其较低的边缘处接合边框52。

在图1-10中，板式过滤单元38是直平面的，即，其处于单一的二维平面中，其在该二维中的每一个中皆为直线形的。在进一步的实施例中，板式过滤单元是非直平面的，例如图11-21所示的，其中在适合之处使用了与上述相同的附图标记以便于理解。在图11-13中，板式过滤单元80具有至少一个弯曲部82，在又一个实施例中其具有至少两个弯曲部82、84，在又一个实施例中，其是S形的并具有在两个弯曲部82和84之间的过渡部86，过渡部86具有横贯进口容腔42朝向进口34的上游面88和横贯出口容腔44朝向出口36的下游面90。板式过滤单元包括过滤介质92，其可以采用各种已知的形式，包括图14中所示的褶皱状过滤介质。

板式过滤单元，38，图1-10，80，图11-14，80a，图15-17，包括过滤介质40、92、92a，其具有边框52、94、94a，边框52、94、94a被配置以一种定向安装板式过滤单元38、80、80a，该定向减小了到板式过滤单元的进入流的阻力以及离开板式过滤单元的外出流的阻力。在图1-10中，过滤介质和边框分别沿第一和第二平面相对于彼此倾斜地延伸。在图11-13中，过滤介质和边框平行于彼此延伸，并且在一个实施例中，其以非直线的S形延伸。在图15-17中，过滤介质沿边框内的波形延伸，并且在一个实施例中，其在直平面的边框的内以S形延伸。在一个实施例中，过滤介质是直平面的，图1-10。在另一个实施例中，边框是直平面的，图1-10、15-17。在另一个实施例中，过滤介质是非直平面的，图11-21。在另一个实施例中，边框是非直平面的，图11-13。网格笼96，图11，96a，图15，可以由边框支撑且包围过滤介质92、92a。该笼可以是非直平面的并且使过滤介质与其一致地成型为非直平面的。图18-21分别显示了板式过滤单元102、104、106、108的进一步的实施例，其用于提高进口34处的进口容腔42内的空隙空间和/或出口36处的出口容腔44内的空隙空间，以减少从进口34进入进口容腔42的进流的阻力及减少从出口容腔44到出口36的出流的阻力。

本系统提供了一种供应具有过滤器外壳的过滤器的方法，该过滤器外壳带有配合的底和盖，当底和盖互相配合时界定了保持着板式过滤单元的过滤器腔室。板式过滤单元过滤从外壳进口流到外壳出口的流体。板式过滤单元将过滤器腔室分为进口容腔和出口容腔，板式过滤单元被配置以a)减少从进口进入进口容腔的进流的阻力和b)减少从出口容腔到出口的出流的阻力。本方法包括为板式过滤单元以及盖和底中至少选定的一个分别提供互补的第一和第二配置，以及因板式过滤器在位而解除盖和底的相互配合，除非板式过滤单元被选择具有与所提到的第二配置互补地交互的所提到的第一配置。本方法包括提供在接口拼合线处相接的底和盖，提供带有边框的板式过滤单元，该边框将板式过滤单元在拼合线处安装到外壳且使出口容腔对于入口容腔封闭，提供带有第一配置的边框，以及提供带有第二配置的拼合线。在进一步的实施例中，其中流体从进口容腔横向地流过板式过滤单元到出口容腔，本方法包括提供在接口拼合线处相接的底和盖，提供具有边框的板式过滤单元，该边框将板式过滤单元安装在外壳内且使其封闭，为底和盖中的每一个提供各自的一组搁架，以被安装和封闭的关系在搁架间接合并套嵌边框，以及提供壳中的至少一个，其横向地隔开于所提到的拼合线。在又一个实施例中，本方法包括提供一些如横向地延伸的肋状部的搁架，且以这些肋状部接合并支撑边框。在又一个实施例中，本方法包括提供给定的一组搁架，该搁架平行于板式过滤单元延伸且以封闭的关系接合边框。在又一个实施例中，本方法包括提供给定的第一组搁架，该组搁架平行于板式过滤单元延伸且以封闭的关系接合边框，以及提供给定的第二组搁架，该组搁架相对于板式过滤单元倾斜地延伸且以封闭的关系接合边框。

在之前的描述中，为了简洁、清晰及理解使用了特定的术语。因为这样的术语是用于描述的目的且意图被宽泛地解释，所以没有必要由此推断超出现有技术的要求的限制。在此描述的不同的配置、系统和方法步骤可以被单独地使用或与其他配置、系统和方法步骤结合使用。可以预期在随附的权利要求的范围内各种等同、替代和变化是可能的。随附的权利要求中的各个限制意图行使美国专利法112条第六款的解释，除非术语“用于……的手段”或“用于……的步骤”在各个限制中被明确地叙述。

Claims (35)

1.一种过滤器组件，包括具有进口和出口的外壳、在所述外壳内用于过滤从所述进口流到所述出口的流体的板式过滤单元，所述板式过滤单元将所述外壳分为进口容腔和出口容腔，所述板式过滤单元被配置以：a)减小从所述进口到所述进口容腔的进流的阻力；和b)减小从所述出口容腔到所述出口的出流的阻力，

其中流体在所述进口和出口容腔中的至少一个内沿轴向方向流动，并且从所述进口容腔横向地流过所述板式过滤单元到所述出口容腔，所述进口容腔和所述出口容腔被横向地隔开在其间的所述板式过滤单元的相对侧，

其中所述板式过滤单元相对于所述轴向方向倾斜地延伸，并且

其中随着流体从所述进口前进所述进口容腔的容积增加，且随着流体向所述出口前进所述出口容腔的容积减少。

2.一种过滤器组件，包括：

具有进口和出口的外壳、在所述外壳内用于过滤从所述进口流到所述出口的流体的板式过滤单元，

所述板式过滤单元将所述外壳分为进口容腔和出口容腔，

所述板式过滤单元被配置以：a)减小从所述进口到所述进口容腔的进流的阻力；和b)减小从所述出口容腔到所述出口的出流的阻力，

其中所述板式过滤单元具有边框，所述边框具有远端相对的第一和第二端壁，所述第一端壁接近所述进口，所述第二端壁接近所述出口，每个所述端壁具有沿流过所述板式过滤单元的流体的方向延伸的高度，所述第一端壁的高度与所述第二端壁的高度不同。

3.如权利要求2所述的过滤器组件，其中所述第一端壁的高度大于所述第二端壁的高度。

4.如权利要求2所述的过滤器组件，其中所述板式过滤单元具有沿流过其中的流体的方向的高度，以及其中所述第一及第二端壁中的一个的高度大于所述板式过滤单元的高度，并且所述第一及第二端壁中的另一个的高度小于所述板式过滤单元的高度。

5.如权利要求1所述的过滤器组件，其中所述外壳包含在接口拼合线处相接的底和盖，所述板式过滤单元具有带有安装法兰的边框，所述边框将所述板式过滤单元在所述拼合线处安装到所述外壳并使所述出口容腔对于所述进口容腔封闭。

6.一种过滤器组件，包括：

具有进口和出口的外壳、在所述外壳内用于过滤从所述进口流到所述出口的

流体的板式过滤单元，

所述板式过滤单元将所述外壳分为进口容腔和出口容腔，

所述板式过滤单元被配置以：a)减小从所述进口到所述进口容腔的进流的阻力；和b)减小从所述出口容腔到所述出口的出流的阻力，

其中流体从所述进口容腔横向地流过所述板式过滤单元到所述出口容腔，所述外壳包含在接口拼合线处相接的底和盖，所述板式过滤单元具有用于在所述外壳内安装及封闭所述板式过滤单元的边框，每个所述底和所述盖具有各自的一组搁架，所述搁架以在其间被安装及被封闭的关系接合并套嵌所述边框，所述搁架中的至少一个被横向地隔开于所述拼合线。

7.如权利要求6所述的过滤器组件，其中所述搁架包括横向延伸的肋状部，所述肋状部接合并支撑所述边框。

8.如权利要求6所述的过滤器组件，给定的一组所述搁架平行于所述板式过滤单元延伸并以封闭的关系接合所述边框。

9.如权利要求6所述的过滤器组件，其中第一给定组的所述搁架平行于所述板式过滤单元延伸并以封闭的关系接合所述边框，第二给定组的所述搁架相对于所述板式过滤单元倾斜地延伸并以封闭的关系接合所述边框。

10.如权利要求6所述的过滤器组件，第一给定组的所述搁架平行于所述板式过滤单元延伸并以封闭的关系接合所述边框，第二给定组的所述搁架相对于所述板式过滤单元倾斜地延伸并以封闭的关系接合所述边框，第三给定组的所述搁架包含横向延伸的肋状部，所述肋状部接合并支撑所述边框。

11.如权利要求1所述的过滤器组件，其中所述板式过滤单元是直平面的。

12.如权利要求1所述的过滤器组件，其中所述板式过滤单元是非直平面的。

13.如权利要求12所述的过滤器组件，其中所述板式过滤单元具有至少一个弯曲部。

14.如权利要求13所述的过滤器组件，其中所述板式过滤单元具有至少两个弯曲部。

15.如权利要求1所述的过滤器组件，其中所述板式过滤单元是S形的并具有在两个弯曲部之间的过渡部，所述过渡部具有横贯所述进口容腔朝向所述进口的上游面和横贯所述出口容腔朝向所述出口的下游面。

16.一种板式过滤单元，包含过滤介质，所述过滤介质具有边框，所述边框被配置以一种定向安装所述板式过滤单元，所述定向减小到所述板式过滤单元的进入流的阻力，也减小来自所述板式过滤单元的外出流的阻力，其中所述边框具有远端相对的第一和第二端壁，每个所述端壁具有沿流过所述过滤介质的方向延伸的高度，其中所述第一端壁的高度与所述第二端壁的高度不同。

17.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述过滤介质和所述边框沿各自的第一及第二平面相对于彼此倾斜地沿着其延伸部分的至少一个部分延伸。

18.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述第一端壁的高度大于所述第二端壁的高度。

19.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述过滤介质具有沿流过其中的流体的方向的高度，以及其中所述第一端壁的高度大于所述过滤介质的高度，并且所述第二端壁的高度小于所述过滤介质的高度。

20.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述过滤介质是直平面的。

21.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述边框是直平面的。

22.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述过滤介质和所述边框都是直平面的。

23.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述过滤介质是非直平面的。

24.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述边框是非直平面的。

25.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述过滤介质和所述边框都是非直平面的。

26.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述过滤介质是非直平面的，且所述边框都是直平面的。

27.如权利要求26所述的板式过滤单元，包括由所述边框支撑且包围所述过滤介质的网格笼，所述笼是非直平面的并且使所述过滤介质与其一致地成型为非直平面的。

28.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述过滤介质具有至少一个弯曲部。

29.如权利要求28所述的板式过滤单元，其中所述过滤介质具有至少两个弯曲部。

30.如权利要求16所述的板式过滤单元，其中所述过滤介质是S形的并具有在两个弯曲部之间的过渡部，所述过渡部具有接受所述进入流的上游面，和排出所述外出流的下游面。

31.一种供应过滤器组件的方法，所述过滤器组件具有过滤器外壳，所述过滤器外壳带有配合的底和盖，当所述底和盖互相配合时界定了保持着板式过滤单元的过滤器腔室，所述板式过滤单元过滤从外壳进口流到外壳出口的流，所述板式过滤单元将所述过滤器腔室分为进口容腔和出口容腔，所述板式过滤单元被配置以a)减少从所述外壳进口进入所述进口容腔的进流的阻力和b)减少从所述出口容腔到所述外壳出口的出流的阻力，其中流体从所述进口容腔横向地流过所述板式过滤单元到所述出口容腔，所述方法包含：

为所述板式过滤单元以及盖和底中至少选定的一个分别提供互补的第一和第二配置，

提供在接口拼合线处的相接的所述底和所述盖，

提供带有边框的所述板式过滤单元，所述边框将所述板式过滤单元安装在所述外壳内且使其封闭，

为所述底和所述盖中的每一个提供各自的一组搁架，

以在所述搁架间被安装的和被封闭的关系接合并套嵌所述边框，

提供至少一个横向地隔开于所述拼合线的所述搁架，以及

因所述板式过滤单元在位而解除所述底和所述盖的互相配合，除非板式过滤单元选择了具有与所述第二配置互补地交互的所述第一配置。

32.如权利要求31所述的方法，包含：

提供在接口拼合线处的相接的所述底和所述盖；

提供带有边框的所述板式过滤单元，所述边框将所述板式过滤单元在所述拼合线处安装到所述外壳且使所述出口容腔对于所述入口容腔封闭；

提供带有所述第一配置的所述边框；以及

提供带有所述第二配置的所述拼合线。

33.如权利要求31所述的方法，包含提供一些如横向地延伸的肋状部的所述搁架，且以所述肋状部接合并支撑所述边框。

34.如权利要求31所述的方法，包含提供给定的一组所述搁架，所述搁架平行于所述板式过滤单元延伸且以封闭的关系接合所述边框。

35.如权利要求31所述的方法，包含：提供给定的第一组所述搁架，所述给定的第一组搁架平行于所述板式过滤单元延伸且以封闭的关系接合所述边框，以及；

提供给定的第二组所述搁架，所述给定的第二组搁架相对于所述板式过滤单元倾斜地延伸且以封闭的关系接合所述边框。