CN103154491B - 过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种优选用于例如机动车的例如内燃机的新风系统的气体的过滤器，特别是空气过滤器，具有在凸缘区域中轴向彼此邻接的至少一个第一外壳部分（3）和第二外壳部分（4）的外壳（2），并具有板状过滤元件（5），该板状过滤元件（5）具有接合在所述凸缘区域（7）中的周向密封件（11）。如果第一外壳部分（3）在所述凸缘区域（7）中具有两个彼此相对的径向支承面（15、16），并且如果密封件（11）具有两个平坦地支承抵靠支承面（15、16）的彼此相向的径向密封面（17、18），则实现简化的装配。

Description

过滤器
技术领域
本发明涉及一种用于气体的过滤器，优选用于例如机动车的内燃机的新风系统的空气过滤器。
背景技术
WO2009/150165公开了一种用于过滤气态流体的过滤器，该过滤器具有外壳，该外壳具有在凸缘区域中彼此轴向邻接的至少一个第一外壳部分和第二外壳部分。而且，该过滤器具有板状的过滤元件，该过滤元件配备有在凸缘区域中接合的周向密封件。“板状”过滤元件或板过滤元件基本上在横向于流动方向的平面中延伸。
在已知的过滤器中，第一外壳部分在凸缘区域中具有朝向外壳内部的径向支承面，而密封件在凸缘区域中具有背向外壳内部并且在装配状态下以密封方式径向支承第一外壳部分的一个轴承的径向密封面。而且，密封件在面向外壳内部的一侧上被径向支撑在第二外壳部分上。
DE4412474A1公开了一种空气过滤器，其中，具有轴向密封件的板状过滤元件接合在两个外壳部分彼此接界的凸缘区域中。第一外壳部分在凸缘区域中具有轴向孔、周向接纳槽，密封件轴向插入到该接纳槽中。第二外壳部分具有轴向突出的轴向腹板，该腹板在接纳槽区域中被轴向支撑在密封件的轴向密封面上。在此空气过滤器中，两个外壳部分并不直接彼此支承，而是仅间接彼此支承，即经由密封件彼此支承。
这种类型的另一过滤器在EP1647701B1中公开。
发明内容
因此，本发明关注于详述前言中提及类型的过滤器的改进实施例，其装配相对容易并且密封效果很好。
根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题得以解决。各有利实施例为各从属权利要求的主题。
本发明基于这样一种总体构思，在过滤器中，外壳部分在凸缘区域中开始彼此轴向直接支承抵靠，对第一壳体配备有位于凸缘区域中的两个互相相对的径向支承面，且密封件设置有两个彼此远离并且在装配状态平坦地支承抵靠支承面的径向密封面。通过这种方式，在凸缘区域中实现彼此径向分开的两个径向有效密封区。因为两个支承面被附接到相同的外壳部分，因而两个密封区连续工作，这增大了密封件的有效性。而且，过滤元件能够在装配过滤器期间被简单地安装在第一外壳部分上，使得第二外壳部分能够在没有实质轴向装配力的情况下轴向支承抵靠第一外壳部分，从而将两个外壳部分相对于彼此固定在该相对位置。这实现了装配过程的显著简化。
根据有利实施例，第一外壳部分能够具有外腹板，该外腹板围绕凸缘区域伸展，轴向突出并且具有径向外径向支承面。第二外壳部分由此能够有利地具有支撑面，该支撑面围绕凸缘区域伸展，并且外腹板被轴向支撑在该支撑面上。两个外壳部分因而在装配状态经由支撑面和外腹板彼此轴向支承抵靠。这确保了装配状态的规定相对位置。
根据另一有利实施例，密封件能够具有周向凹槽区域，该周向凹槽区域朝着第二外壳部分轴向敞开且径向位于密封面之间。该凹槽区域沿着径向方向对密封件提供了增大弹性，因而，两个密封面能够更容易地径向挤压到彼此之上，这使得将密封件引入到位于两个支承面之间的形成在第一壳体部分上的接纳空间中变得容易。
根据有利实施例，所述凹槽区域设置多个径向腹板，该多个径向腹板沿着周向方向彼此分开，并且径向相对的凹槽壁通过该多个径向腹板被径向支撑在彼此上。借助于这类径向腹板，密封件能够再次稳定在凹槽区域中，以便增大径向的预应力，通过该预应力密封面径向支承抵靠支承面。凹槽区域原则上允许在密封件内径向调节密封面，径向腹板确保保持抵消这种径向压缩的足够的径向预应力。
根据另一有利变形，径向腹板可以整体形成在密封件上或者整体形成在第二外壳部分上，特别是形成在上述支撑面上。同样，可以在密封件上整体形成多个径向腹板并且在第二外壳部分上整体形成多个径向腹板，例如在上述支撑面上。径向腹板集成在密封件中允许径向腹板利用与密封件相同的材料而极为简单地生产。然而，原则上还可以利用两部件方法将包括不同材料的径向腹板注射模制到密封件。利用径向腹板在外壳部分上的整体构造，对径向腹板可极为简单地选择与密封件不同的材料。径向腹板因而具有比密封件更高的刚度。由此，由于凹槽区域，通过放置在第二外壳部分上特别可以简单地将密封件安装在第一外壳部分上并且显著改进密封效果，第二外壳部分的径向腹板进入到密封件的凹槽区域，密封面产生力，该力在密封件中径向向外驱动。外壳侧上的径向腹板于是能够在任意情况下在密封侧的径向腹板之间沿着周向方向进入到凹槽区域。
可替代地，同样，可以在外壳部分，特别是在上述支撑断面上形成腹板，该腹板沿着周向方向伸展并轴向突出，其剖面轮廓可以是锥形，特别是距外壳部分距离增大，并且，该腹板被成型和定位成使得其在第二外壳部分被安装时或多或少地进入到密封件的凹槽区域。
在另一实施例中，径向腹板在轴向方向可以与凹槽区域尺寸相同或小于凹槽区域。另外或可替代地，径向腹板在轴向上可以具有不同尺寸。进一步，径向腹板可以具有外侧面，该外侧面沿着周向彼此分开并彼此平行或彼此倾斜地延伸，彼此相对倾斜的外侧面可以径向向外会聚或发散。上述变形（其能够累计或可替代地或以任意组合方式实现）在所有情况下能够用来以预定方式设定密封件的弹性，特别是沿径向方向的弹性，从而实现了具有高密封效果的极为简单的装配。
根据另一有利实施例，过滤体沿着轴向方向具有多边形、特别是矩形横截面。上述凹槽区域具有位于过滤体的至少一个拐角区域（优选位于过滤体的每一个拐角区域，特别是在径向外凹槽壁上）中的径向凹部。这种凹部允许密封材料改变方向进入相应拐角区域的这种凹部中，密封材料在过滤体被安装在第一外壳部分上时沿着周向方向由于密集的径向压缩而被压迫。特别地，由此能够避免在相应的密封面内形成折叠和硬化的风险。相应的凹部在此情况下沿着径向方向并不连续，因而不会穿透密封件。相应凹部的径向深度相应地小于相应的凹槽壁与相应的相邻密封面之间的径向距离。因而，密封面设计成沿着周向方向没有中断或者是连续的。
根据另一有利实施例，第一外壳部分具有周向槽，该周向槽在凸缘区域中朝向第二外壳部分敞开，该周向槽的互相面对的槽壁具有或形成支承面。该槽由此包围上述密封件能够轴向插入其中的接纳空间。该槽和密封件的尺寸优选地彼此匹配，使得在密封件与位于槽壁之间的槽底部之间存在轴向距离。这意味着密封件在正确使用时沿着轴向方向不会遇到阻挡。这简化了过滤元件在第一外壳部分上的安装。
有利的是其中一个外壳部分具有保护环圈，该保护环境围绕用于密封件的接纳空间的外侧伸展，至少在实质区域中伸展。保护环圈优选完全环绕接纳空间。优选作为环形壁与外壳部分整体形成的保护环圈可以防止过滤器在装配状态时灰尘直接渗入到密封件。而且，保护环圈防止密封区域由于机械作用从外部损坏。为此，保护环圈优选布置在接纳密封件的外壳部分上。保护环圈能够被布置成距接纳空间一定距离，从而使得另一外壳部分的轮廓能够特别无接触地接合在该空间中，由此对密封件或密封区域形成更好保护。
根据另一实施例，密封件可以具有位于径向密封面之间的周向密封面，其轴向支承抵靠形成在第二外壳部分上的凸缘区域中的环向轴承面。因而在密封件上形成第三密封区，该区域与第二外壳部分以轴向密封方式相互作用。
极为有利的是，过滤器就其流动方向而言被操作或使用，清洁侧位于第一外壳部分内，该清洁侧通过过滤元件与位于第二外壳部分内的未处理侧分离。因而仅在未处理侧上出现发生任意泄漏，这至少在内燃机的新风系统中是不太重要的。然而，很大程度上避免了空气通过连续布置在密封件与第一外壳部分之间的两个密封区的不正确吸入。
在具体实施例中，轴向支承面与第二外壳部分上的上述轴向支撑面（第一外壳部分被轴向支撑在其上）被轴向布置在相同高度。
根据另一实施例，第一外壳部分可以具有内腹板，其围绕凸缘区域伸展，轴向突出，并且具有或形成径向内径向支承面。特别地，密封件由此能够可选择性地具有轴向密封面，其围绕凸缘区域伸展，并且内腹板被轴向支撑在其上。由此能够额外改进密封效果。
被密封件穿透的径向间隔能够有利地存在于内腹板与第二外壳部分之间。另外或可替代地，轴向间隔能够存在于面向内腹板的轴向密封面与面向第二外壳部分的轴向密封面之间。另外或可替代地，内腹板沿着轴向方向能比第一外壳部分的外腹板短。上述变形能够可替代地或累计地或以任意组合形式实现。特别地，这些特征允许外壳部分与密封件之间的具体几何形状匹配，以使密封件以稳定的尺寸定位和支撑在凸缘区域中。密封件由此能够实现相对高的功能可靠性。
本发明还涉及一种适合用在本发明的过滤器中的过滤元件。该过滤元件的特征在于至少为板状并具有周向密封件，该密封件具有在凸缘区域中彼此远离的两个径向密封面。
方向术语“轴向”和“径向”指的是装配方向，过滤元件以该装配方向安装在第一外壳部分上，并且两个外壳部分沿该装配方向安装在彼此上。该装配方向由此限定出轴向方向，也就是，轴向方向平行于装配方向伸展。相应地，径向方向横向于装配方向延伸。
本发明的进一步的重要特征和优点体现在从属权利要、附图以及附图说明中。
显然，在不背离本发明的范围的情况下，上述特征和仍待在下文中解释的那些特征不仅能够以所列出的相应组合进行使用，而且还通过其他组合或者单独使用
本发明的优选示例性实施例在附图中示出，并且在以下描述中更详细地解释，相同的附图标记指代相同或相似或功能上等同的部件
附图说明
图1示出了在凸缘区域中通过剖开的过滤器的高度简化的纵剖面，
图2示出了在拐角区域中过滤元件的高度简化的轴向视图。
具体实施方式
根据图1，过滤器1包括外壳2，该外壳2具有至少一个第一外壳部分3和第二外壳部分4。过滤器1还包括布置在外壳2中的过滤元件5。过滤器1用于过滤气体，特别是空气。过滤器1因而优选为空气过滤器。空气过滤器1例如能够用在布置在机动车中的内燃机的新风系统中。
两个外壳部分3、4在凸缘区域7中的邻接点6处彼此轴向邻接。外壳部分3、4还以可拆卸方式彼此连接，附图未示出。轴向方向在图1中由双箭头表示并由8指代。轴向方向8平行于装配方向9伸展，装配方向9同样由箭头表示，并且两个外壳部分3、4沿着装配方向9彼此附接。另一双箭头10表示径向方向，其横向于轴向方向8并且相应地也横向于装配方向9伸展。
过滤元件5为板状，因此也称为板过滤元件5。过滤元件5特别主要在横向于轴向方向8的平面中延伸。过滤元件5具有周向密封件11，该周向密封件11接合在凸缘区域7中。密封件11特别能够被为注射成型或泡制在过滤主体12上，该主体12在图2中可见。过滤元件5在过滤外壳2的内部中将未处理侧13与清洁侧14分开。由于过滤元件5基本上位于两个外壳部分3、4之间，未处理侧13和清洁侧14被布置在不同的外壳部分3、4中。在优选示例中，清洁侧14位于第一外壳部分3中，而未处理侧13位于第二外壳部分4中。
第一外壳部分3在凸缘区域7中具有两个彼此相对的径向支承面15和16。相对于外壳内部，一个支承面15布置成比另一支承面16更径向向内，因而，支承面15、16还可称为内支承面15和外支承面16。密封件11具有两个径向密封面17和18，在装配状态，径向密封面17和18彼此远离并平坦地支承抵靠在支承面15、16上。在图1中，密封件1处于非压缩的起始状态，因而，在图1的图示中，支承面17、18径向突出越过相应的支承面15、16。然而，实际上，密封件11在装配期间被压缩，结果，密封面17、18朝向彼此径向移位。在安装状态，径向内密封面17支承抵靠在内密封面15上，而径向外密封面18支承抵靠在外支承面16上。密封面17、18在下文中还可被称为内密封面17和外密封面18。外密封面18与外支承面16一起形成位于密封件11与第一外壳部分3之间的第一或外密封区19。内密封面17和内支承面15形成位于密封件11与第一外壳部分3之间的第二或内密封区20。两个密封区19、20被连续地布置在第一外壳部分3上，从而实现极为有效的密封效果。因而能够避免清洁侧14与外壳2的环境21之间的不正确的气流或者泄漏流。
第一外壳部分3在凸缘区域7中具有外腹板22，该轴向腹板从第一外壳部分3轴向突出并沿周向方向伸展。外腹板22具有外支承面16。第二外壳部分14在凸缘区域7中同样具有轴向支撑面23，支撑面沿周向方向伸展。在装配状态，外腹板22被轴向地支撑在该支撑面23上。因而沿轴向方向8产生位于接触点6处并限定在两个外壳部分3、4之间的直接接触。
第一外壳部分3还可在凸缘区域7中具有周向槽24，该槽朝向第二外壳部分4轴向敞开，槽24的彼此相向的槽壁25、26具有或形成两个支承面15、16。槽24具有位于两个槽壁25、26之间的槽底部27。所述槽24与其槽壁25、26和槽底部27界定接纳空间28，密封件11被轴向插入在该接纳空间28中。槽24和密封件11的尺寸彼此匹配，使得在密封件11与槽底部27之间沿着轴向方向8存在轴向距离29，也就是，在槽底部27与密封件11的轴向端面30（其面向槽底部27）之间存在间隙或间隔。
在图1的示例中，第一外壳部分3还设置有内腹板31，其沿圆周布置在凸缘区域7中，从第一外壳部分3轴向突出，并具有内支承面15。两个腹板22、31因而形成槽壁25、26并由此限定槽24。由此可知，以轴向剖面显示的槽壁25、26具有笔直轮廓，槽壁25、26沿着槽底部27的方向朝向彼此伸展，也就是会聚或成锥形。
在内腹板31与第二外壳部分4之间设置径向间隔32，密封件11引入该间隔32。进一步，内腹板31沿着轴向方向8比外腹板22短。
密封件11在凸缘区域7中具有周向且轴向的密封面33，内腹板31被轴向支撑在该密封面33上。同样在该轴向密封面33（面向内腹板31）与密封件11的另一轴向密封面34（面向第二外壳部分4）之间存在轴向间隔35。在装配状态，该间隔等于两个腹板31、22之间的轴向长度差。
密封件11具有所述密封面34，其同样为周向并且在径向密封面17与18之间位于密封件11上。轴向且轴向的支承面36在凸缘区域7中形成在第二外壳部分4上，在装配状态，轴向密封面34开始轴向支承该支承面36。在此所示的具体实施例中，该轴向支承面36和上述轴向支撑面23被轴向布置在相同高度。特别地，支撑面23和支承面36能够以自由过渡方式彼此合并，或者由共同的轴向端面形成，所述轴向端面在横向于轴向方向8伸展的平面中延伸。
根据优选的有利实施例，密封件11具有周向凹槽区域37，其朝着第二外壳部分4轴向敞开并被径向布置在两个径向密封面17、18之间。凹槽区域37沿着轴向方向8在不穿透密封件11的情况下轴向进入到密封件11中。例如，凹槽深度38沿轴向方向8不大于密封件11的轴向高度39的尺寸的一半。密封件11的轴向高度39在此等于轴向端面30与轴向密封面34之间的轴向间隔。在纵向剖面中，凹槽区域37具有的剖面轮廓随着进入到密封件11中的增大的穿透深度而成锥形，因而特别具有会聚的凹槽壁40、41。
沿着周向方向彼此分开的多个径向腹板42设置在凹槽区域37中。径向相对彼此的凹槽壁40、41可通过这些径向腹板42而被径向支撑在彼此上。径向腹板42优选整体形成在密封件11上。在可替代实施例中，径向腹板42还可整体形成在第二外壳部分4上。包括集成在密封件11中的径向腹板42和集成在第二外壳部分4上的径向腹板42的实施例同样是可以想到的，外壳侧的径向腹板42于是沿着周向方向在密封件侧的径向腹板42之间进入到凹槽区域37中。
替代沿周向方向彼此分开的多个径向腹板42，周向且轴向突出的腹板也可形成在第二外壳部分4上，该腹板在第二外壳部分4被安装时轴向进入到凹槽区域37中。
保护环圈50沿圆周被布置在外腹板22的外部周围。该保护环圈50与第一壳体部分3形成一体。第二外壳部分4的轮廓51或壁区域51接合在外腹板33与保护环圈50之间。因而在外壳部分3、4之间形成“障碍”，这防止了机械力的直接作用或者渗入灰尘。而且，外壳部分3、4相对于彼此的粗略定位可通过该“障碍”而实现，结果使装配更容易。
根据图2，过滤元件5沿轴向方向可具有多边形、优选为矩形的横截面，其具有多个拐角区域43。在至少一个这种拐角区域43中，凹槽区域37可具有径向凹部44。在示例中，所述凹部44位于径向外凹槽壁41中。由此可见，凹部44并不穿透密封件11。例如，凹部44沿轴向方向达到不到密封件11在凹槽区域37与相应的相邻密封面17或18之间的壁厚的一半。
如图2所示，每个径向腹板42具有两个外侧45，其沿着轴向方向彼此远离。图2示出了径向腹板42的不同实施例，其可有利地被使用，可替代地或者以别的方式还可以以累计或以虚拟的任一组合方式实现。四个不同的径向腹板42在图2中作为示例被示出，其在下文中按顺时针被称为第一、第二、第三和第四径向腹板42。在第一径向腹板42中，外侧45彼此平行并且平行于径向方向延伸。在第二径向腹板42中，两个外侧45再次平行于彼此延伸但相对径向方向倾斜。在第三径向腹板42中，相关的外侧45彼此倾斜地延伸使其径向向外会聚。在第四径向腹板42中，外侧45再次彼此倾斜延伸，但它们径向向外发散。
另外，径向腹板42沿着轴向方向8可与凹槽区域37具有相同的尺寸，而与它们的外侧45的方位无关。同样，径向腹板42沿着轴向方向8可以小于凹槽区域37。所有的径向腹板42沿着轴向方向8可尺寸相同。同样，径向腹板42可以沿着轴向方向8具有不同的尺寸。在图1中，径向腹板42（其沿着轴向方向8比凹槽区域37的深度38短）的端面侧端部（其面向第二外壳部分4）由虚线46表示。

Claims (12)

1.一种过滤器，
具有外壳(2)，该外壳具有至少一个第一外壳部分(3)和第二外壳部分(4)，所述至少一个第一外壳部分(3)和所述第二外壳部分(4)在凸缘区域(7)中轴向彼此邻接，
具有板状过滤元件(5)，该板状过滤元件(5)具有周向密封件(11)，该周向密封件(11)接合在所述凸缘区域(7)中，
其特征在于，
所述第一外壳部分(3)在所述凸缘区域(7)中具有两个彼此相对的径向支承面(15、16)，
所述密封件(11)具有两个径向密封面(17、18)，所述两个径向密封面(17、18)彼此远离并平坦地支承抵靠所述支承面(15、16)，
所述密封件(11)具有位于所述密封面(17、18)之间的轴向且周向的凹槽区域(37)，该凹槽区域朝着所述第二外壳部分(4)轴向敞开，
多个径向腹板(42)设置在所述凹槽区域(37)中，所述多个径向腹板(42)沿着所述周向方向彼此分开，并且径向相对的凹槽壁(40、41)通过所述多个径向腹板(42)被径向支撑在彼此上。
2.根据权利要求1所述的过滤器，
其特征在于，
所述第一外壳部分(3)具有外腹板(22)，该外腹板围绕所述凸缘区域(7)伸展，轴向突出，并具有所述径向的外径向支承面(16)，
所述第二外壳部分(4)具有轴向支撑面(23)，该轴向支撑面围绕所述凸缘区域(7)伸展，并且所述外腹板(22)被轴向支撑在该轴向支撑面上。
3.根据权利要求1所述的过滤器，
其特征在于，
所述径向腹板(42)整体形成在所述密封件(11)上或者整体形成在所述第二外壳部分(4)上，或者
多个径向腹板(42)整体形成在所述密封件(11)，同时有多个径向腹板(42)整体形成在第二外壳部分(4)上。
4.根据权利要求1所述的过滤器，
其特征在于，
所述径向腹板(42)沿着所述轴向方向(8)与所述方向区域(37)尺寸相同或小于所述凹槽区域(37)，和/或
所述径向腹板(42)沿着所述轴向方向(8)具有不同尺寸，和/或
所述径向腹板(42)具有外侧(45)，该外侧(45)沿着所述周向方向彼此远离并彼此平行或者彼此倾斜地延伸，其中彼此倾斜的所述外侧(45)能够径向向外会聚或发散和/或其中所述平行的外侧(45)能够平行于所述径向方向(10)伸展。
5.根据权利要求1所述的过滤器，
其特征在于，
所述过滤元件(5)沿着所述轴向方向(8)具有矩形横截面，
所述凹槽区域(37)具有位于所述过滤元件(5)的每一个拐角区域(43)中所述径向外凹槽壁(41)上的径向凹部(44)。
6.根据权利要求1所述的过滤器，
其特征在于，
第一外壳部分(3)具有位于所述凸缘区域(7)中的轴向槽(24)，所述轴向槽(24)朝着所述第二外壳部分(4)轴向敞开，并且所述轴向槽(24)的彼此相对的槽壁(25、26)具有或形成所述支承面(15、16)，
轴向间隔(29)存在于所述密封件(11)与位于所述槽壁(25、26)之间的槽底部(27)之间。
7.根据权利要求1所述的过滤器，
其特征在于，
所述密封件(11)在径向上具有位于所述径向密封面(17、18)之间的周向且轴向密封面(34)，该密封面轴向支承抵靠在所述凸缘区域(37)中形成在所述第二外壳部分(4)上的周向且轴向支承面(36)上。
8.根据权利要求1所述的过滤器，
其特征在于，
所述第一外壳部分(3)具有内腹板(31)，该内腹板围绕所述凸缘区域(7)伸展，轴向突出，并且具有径向的内径向支承面(15)，
其中，密封件(11)具有轴向密封面(33)，该轴向密封面围绕所述凸缘区域(7)伸展，并且所述内腹板(31)被轴向支撑在该轴向密封面上。
9.根据权利要求8所述的过滤器，
其特征在于，
所述第一外壳部分(3)具有外腹板(22)，该外腹板围绕所述凸缘区域(7)伸展，轴向突出，并具有所述径向的外径向支承面(16)；
所述密封件(11)在径向上具有位于所述径向密封面(17、18)之间的周向且轴向密封面(34)；
被所述密封件(11)穿透的径向间隔(32)存在于所述内腹板(31)与所述第二外壳部分(4)之间，和/或
轴向间隔(35)存在于面向所述内腹板(31)的所述轴向密封面(33)与面向所述第二外壳部分(4)的所述轴向密封面(34)之间，和/或
所述内腹板(31)沿着所述轴向方向(8)比所述的外腹板(22)短。
10.根据权利要求2所述的过滤器，
其特征在于，
所述径向腹板(42)整体形成在所述支撑面(23)上，或者多个径向腹板(42)整体形成在所述密封件(11)，同时有多个径向腹板(42)整体形成在所述支撑面(23)上。
11.根据权利要求7所述的过滤器，
其特征在于，
所述第二外壳部分(4)具有轴向支撑面(23)，该轴向支撑面围绕所述凸缘区域(7)伸展；
所述支承面(36)设置为所述轴向支承面(23)在轴向上处于相同高度。
12.一种用于根据权利要求1至11中任一项所述的过滤器(1)的过滤元件。
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