CN103347585B - 过滤介质包、过滤器组合件以及方法 - Google Patents

Abstract

披露了具有单一层的一种高蓬松度过滤介质和单一层的一种低蓬松度过滤介质的过滤介质包，该过滤介质包的特征在于不存在添加到该过滤介质包中的油，该过滤介质包能够在介于约（100）英尺/分钟与（3000）英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率从一个空气流过滤空气负载的微粒。还披露了由该过滤介质包形成的过滤器组合件和使用这些过滤器组合件的方法。

Description

过滤介质包、过滤器组合件以及方法

本申请作为PCT国际专利申请于2012年2月3日以唐纳森公司（DonaldsonCompany,Inc.；美国国家公司）（针对除美国以外的所有国家的指定的申请人）以及G·伊兹（Giancarlo Izzi；美国公民）、R·M·罗杰斯（Robert M.Rogers；美国公民）、B·E·卡尔鲍（Brad E.Kahlbaugh；美国公民）、T·O·温特斯（Timothy O.Winters；美国公民）、以及K·奥尔德森（Keith Alderson；美国公民）（针对仅美国的指定的申请人）的名义提交并且要求2011年2月3日提交的美国专利申请序列号61/439,218的优先权，该申请的内容通过引用以其全文结合于此。

发明领域

本发明的领域是空气过滤器组合件和以高速度过滤空气的方法。空气过滤器组合件可以用于需要高吞吐量的过滤产品和处理中，例如航空应用中的进口壁垒过滤。

背景

用于许多终端用途的非编织网（包括过滤介质）已经生产了多年。这些结构可以由双组分或核壳材料制成。由双组分材料制成的过滤介质披露于（例如）以下文献中：温克霍夫（Wincklhofer）等人，美国专利号3,616,160；桑德斯（Sanders），美国专利号3,639,195；佩罗塔（Perrotta），美国专利号4,210,540；格斯纳（Gessner），美国专利号5,108,827；尼尔森（Nielsen）等人，美国专利号5,167,764；尼尔森（Nielsen）等人，美国专利号5,167,765；鲍尔斯（Powers）等人，美国专利号5,580,459；伯格（Berger），美国专利号5,620,641；霍林斯沃思（Hollingsworth）等人，美国专利号6,146,436；伯格（Berger），美国专利号6,174,603；唐（Dong），美国专利号6,251,224；阿姆斯勒（Amsler），美国专利号6,267,252；索瓦立（Sorvari）等人，美国专利号6,355,079；亨特（Hunter），美国专利号6,419,721；考克斯（Cox）等人，美国专利号6,419,839；斯托克（Stokes）等人，美国专利号6,528,439；阿姆斯勒（Amsler），美国专利号H2,086、美国专利号5,853,439；美国专利号6,171,355；美国专利号6,355,076；美国专利号6,143,049；美国专利号6,187,073；美国专利号6,290,739；以及美国专利号6,540,801；美国专利号6,530,969；钟（Chung）等人，美国专利号6,743,273；钟（Chung）等人，美国专利号6,924,028；钟（Chung）等人，美国专利号6,955,775；钟（Chung）等人，美国专利号7,070,640；钟（Chung）等人，美国专利号7,090,715；以及钟（Chung）等人，美国专利公开号2003/0 106294。本申请通过引用结合2008年1月1日颁布的美国专利号7,314,497和2009年2月19日公开的美国公开号2009/0044702的全部内容。这些结构已经通过空气沉降和湿式沉降处理两项来应用和制造并且已经用于流体（气体和空气以及水性和非水性液体）过滤应用中，并且获得了一定程度的成功。

围绕着过滤器组合件中双组分介质的用途的大量现有技术是针对加热、通风或空气调节（HVAC）应用。例如，阿诺德（Arnold）等人，美国专利号6,649,547披露了一种非编织层合物，它适用于用作HVAC应用的一个过滤器。该层合物具有一个微纤维层，该微纤维层与一侧上的一个高蓬松度多组分纺粘层和另一侧上的一个低蓬松度多组分纺粘纤维整合在一起。优选地，这些层经过透气结合和驻极体处理。派克（Pike）等人，美国专利号5,721,180披露了一种用于HVAC应用的层合物过滤介质，其中第一层是低密度的驻极体高蓬松度的纺粘卷曲纤维网并且一个第二层是具有至少一种聚烯烃的驻极体熔喷微纤维层。库瑟克（Cusick）等人，美国专利号5,800,586；5,948,344；以及5,993,501披露了一种用于在HVAC型应用（例如车舱空气过滤）中使用的打褶的复合过滤介质，它具有无规定向纤维。一个或多个薄的加强层帮助该构造保留其褶皱形式，但加强层也可以帮助从空气过滤污垢。史库丁克（Schultink）等人，美国专利号7,094,270；6,372,004；以及6,183,536披露了一种用于HVAC型应用或真空吸尘器袋的多层过滤器。过滤介质层在一个层合物中结合在一起。

空气过滤应用（如HVAC应用）涉及空气穿过该过滤介质包的一个相对低速度，例如小于5英尺/分钟（fpm）。其他气体过滤应用包括柴油机发动机曲轴箱通风（CCV）应用。由堆叠的多个空气沉降和湿式沉降的过滤介质（由双组分材料形成）的层制成的CCV过滤器描述于例如2009年2月19日公开的美国公开号2009/0044702中，该文献通过引用以其全文结合于此。针对车辆的如工业柴油卡车发动机的发动机过滤应用典型地涉及高达约100fpm的通风进气速度。然而，尚无能解决高速空气过滤应用（在这些应用中，进气速度超过100fpm，或在一些应用中，超过500fpm或甚至600fpm）的由双组分材料形成的过滤介质。一些空气过滤应用（如航空进口壁垒过滤应用）涉及空气穿过一个过滤器元件的进口侧的介于约500fpm与3000fpm之间的空气速度。进口壁垒过滤器（IBF）是用于高性能发动机，如民用和军用直升机中使用的发动机，或其他涡轮螺桨型车辆发动机；其他航空发动机，如喷气式发动机；其他高速燃气涡轮发动机；大功率柴油或汽油发动机；等等。IBF被用于从发动机的进气口路径去除空气所带的微粒。这些微粒在直升机发动机中尤其值得关注，在这些发动机中，大量粉尘和碎屑在发动机工作但飞行器仍在地面时被直升机桨叶搅动。

用于高速应用的常规进口壁垒过滤器是由涂油的棉纱布层制成。这些过滤器典型地是可重复使用的。当过滤器堵塞和变脏时，用淡水或水加由制造商提供的清洁剂或另一种化学添加剂清洗，接着干燥，随后在再次使用前将油重新涂覆到纱布层上。清洁循环（从清洗到重新涂覆油）可能费时长达24小时，包括必须在可以重新涂覆油之前进行的过滤器的干燥。清洗和重新涂覆油的劳动时间典型地是约2-3小时。使用油湿型介质的环境、时间以及成本影响是难以负担的。

为了适用于高速过滤应用，过滤介质必须稳固并且还允许空气的快速吞吐量，又有效地将空气所带的微粒和碎屑与空气流分离以便保护该发动机。传统理念认为更高速度吞吐量要求更厚的介质，以便实现所要求的稳固体性并且从以高速移动的气体流中令人满意地去除微粒。然而，更薄的介质允许更高速度流穿过该过滤器而不发生过度压降。更薄的介质更易于被清洗并且更快速地干燥。因此，对于一种稳固的又薄的高速空气过滤介质存在需求，该空气过滤介质在从进气速率为100fpm或更高的发动机的进气路径去除粉尘、污垢以及碎屑方面有效。对于可容易地并且快速地用淡水清洗的一种高速空气过滤器组合件存在需求。对可以在一个发动机上快速移除、清洗以及更换而无需长时间风干并且不使用油的一种高速空气过滤器存在需求。

发明内容

在此披露了由具有双组分材料的过滤介质形成的空气过滤器组合件。该介质易于被形成为不同的过滤器组合件，如面板、滤筒、插入物等。这些过滤器组合件易于制造。过滤器组合件在100fpm和更高（例如约500fpm到3300fpm）的进气速度下适用于深度负载应用。气流的过滤器组合件和过滤方法被用于所希望的是从空气中去除固体污染物（如碎屑和固体微粒，其中这些粒子具有广泛范围的粒径）的应用。固体微粒包括（例如）具有不同组成、来源以及粒径的烟灰、沙子、粉尘、砂砾以及粉末。

本发明的过滤器组合件包括一个介质包，该介质包是超过一个过滤介质层的一个堆叠并且典型地是具有不同组成、渗透性、蓬松度等的过滤介质的一个复合堆叠。本发明的介质包包括了一个简单双层复合构造，在该构造中，两种过滤介质中的每一项的单一层被堆叠以形成该介质包。其他介质包包括了超过两个过滤介质层。第一组一个或多个过滤介质层是高蓬松度介质，典型地通过一个空气沉降工艺由热塑性纤维以及任选的额外的纤维和/或其他非纤维添加剂制得。高蓬松度介质定位于过滤器组合件的进口侧上。在一些实施例中，单一层的高蓬松度介质定位于过滤器元件的进口侧上；在其他实施例中，超过一层的高蓬松度介质定位于过滤器元件的进口侧上。第二组一个或多个过滤介质层是低蓬松度介质，典型地通过一个湿式沉降工艺由双组分纤维、玻璃纤维和/或次级纤维制得。低蓬松度介质定位于过滤器元件的出口侧上。在一些实施例中，单一层的低蓬松度介质定位于过滤器元件的出口侧上；在其他实施例中，超过一层的低蓬松度介质定位于过滤器元件的出口侧上。在一种代表性构造中，单一层的低蓬松度介质和单一层的高蓬松度介质仅在其各自的一个主要侧面上接触以形成一个介质包；该介质包进一步被安置在两个打孔支撑层（如不锈钢筛网或某一其他粗布或筛网材料）之间从而形成一个负载型介质包。任选地，对负载型介质包进行打褶以增加该过滤器元件的有效表面积。将负载型介质包容纳于一个滤筒外壳中以形成本发明的一个过滤器组合件。

本发明的过滤器组合件适用于高速空气过滤应用而无需用油或任何其他额外添加剂涂布该过滤介质包。这些过滤器组合件易于用淡水清洁并且在一些实施例中可以在清洗后10分钟以内再次使用。本发明的接触型介质组合件较薄并且因此易于清洁。过滤器组合件足够稳固以在需要高速空气过滤的应用（如直升机进口壁垒过滤应用）中经受2次循环或更多次的清洗和再次使用。

本发明的额外的优点和新颖的特征将部分地阐述于以下说明中，并且部分地将在本领域的普通技术人员检查以下内容时变得清楚，或者可以在实践本发明时通过常规实验习得。

附图简要说明

图1是本发明的一个过滤器组合件的一个俯视图。

图2是图1的过滤器组合件的一个分解图。

图3是本发明的一个过滤器组合件的一个侧视图。

图3A是图3的过滤器组合件的一个示意性截面图。

详细说明

现在将详细描述不同的实施例。对不同实施例的参考并不将随附权利要求书的范围限于此。另外，本说明书中阐述的任何实例均不打算进行限制并且仅阐述随附权利要求书的许多可能的实施例中的一些。

1.定义

如在此所使用，“高速空气过滤”意思指对具有至少500fpm的空气速度的穿过一个过滤器元件的进口侧的空气进行过滤。

如在此所使用，“纤维”或“纤维性”意思指多种组成上相关的纤维，使得所有纤维均属于围绕平均或中值纤维大小或特征分布（典型地呈实质上正态或高斯（Gaussian）分布）的纤维大小或纤维特征范围内。

如在此所使用，“双组分纤维”意思指由一种热塑性材料形成的一种纤维，该热塑性材料具有至少一种具有一个熔点的纤维部分和具有一个更低熔点的一个第二热塑性部分。这些纤维部分的物理配置典型地是并列或护套-核心结构。在并列结构中，两种树脂典型地在一个并列结构中以连接的形式被挤压。其他适用的形态包括叶状双组分纤维，其中纤维的末端具有由与纤维的其余部分相比一种更低熔点的聚合物形成的叶状物。

如在此所使用，“次级纤维”意思指任何不是一种双组分纤维的纤维。在一些实施例中，结合本发明的接触型介质组合件和过滤器组合件中所使用的过滤介质层中的双组分纤维，次级纤维被用于获得一种过滤介质。如在此所使用，“纤维特征”意思指一种纤维的任何方面，包括组成、密度、表面处理、纤维中材料的安排、纤维形态（包括直径、长度、纵横比、卷曲度、截面形状、容积密度、大小分布或大小分散）等。

如在此所使用，“纤维大小”是形态的子集并且包括“纵横比”（纤维长度与纤维直径的比率），其中“纤维直径”是指一个纤维的一个圆形截面的直径或一个纤维的一个非圆形截面的最大截面尺寸。

如在此所使用，“纤维组成”意思指纤维和一种或多种纤维材料的化学性质，包括纤维材料的安排。在不同实施例中，纤维组成是有机或无机的、合成或天然的、热塑性或热固性的等。

如在此所使用，术语“过滤介质包”或“介质包”意思指一种或多种过滤介质的复合分层的堆叠。在实施例中，当在约0.002psi与0.125psi之间测量时，本发明的介质包具有在约0.2mm到2cm之间的复合物厚度。

如在此所使用，“多个过滤介质”或“过滤介质”意思指具有适用于一种高速过滤应用的渗透性和孔隙率并且在一个高速空气过滤器组合件中的一种非编织纤维层或网，并且不是实质上不可渗透的层或网（如在一种常规造纸工艺中制造的常规纸、涂料纸或新闻纸）。该术语进一步指总体上呈片状，或在实施例中，呈厚度是约0.05mm到不确定或任意更大厚度的平面结构的网或层。此厚度尺寸可以是0.1mm到2cm、0.2mm到1cm或0.5mm到5mm。任何既定过滤介质的厚度将进一步取决于在厚度测量期间冲击到介质上的压力；当不另外指出时，高蓬松度层的厚度是在0.002psi下测量的并且低蓬松度层的厚度是在0.125psi下测量的。过滤介质是可机械加工、可打褶的并且以别的方式能够操作、清洗、形成一个过滤器组合件或过滤器结构。介质可以具有一个或多个梯度区域，在这一个或多个梯度区域中，材料的梯度或物理特征是通过过滤介质层或网的厚度、宽度或长度发现的。

如在此所使用，术语“网”或“层”是指随机分散的纤维的片状或平面非编织结构，其中网或层的宽度在约2.00cm到不确定或任意宽度范围内。网或层的长度不确定或是任意的。

如在此所使用，术语“梯度”指示一个过滤介质的某一性质，该性质典型地在介质的至少一个区域中在x或z方向上变化。在实施例中，梯度是一种物理性质梯度。在其他实施例中，梯度是一种化学性质梯度。在一些实施例中，过滤介质在渗透性、孔隙大小、纤维直径、纤维长度、纤维组成、效率、固体性、可湿性、耐化学性以及耐温度性中的至少一项方面具有一个梯度。网或介质中的一种纤维的组成或浓度梯度可按照线性或非线性方式沿着介质中的任何方向（如上游、下游等）变化。将梯度并入过滤介质中的方法披露于（例如）美国专利公开号2010/0187171中，该公开的内容通过引用以其全文结合在此。

如在此所使用，术语“孔隙大小”是指纤维之间的间隙的平均尺寸，并且如由过滤介质包内存在的纤维和任何其他添加剂的安排定义（其中实质上不存在污染物）。过滤介质的孔隙大小可以通过检查介质的电子显微照片来评估。一个介质的平均孔隙大小还可以使用从纽约州伊萨卡（Ithaca,NY.）的多孔材料公司（Porous Materials Inc.）可获得的具有型号APP 1200 AEXSC的一台毛细管流动孔径分析仪（Capillary Flow Porometer）计算。本披露中提到的孔隙大小也意指使用一台毛细管流动孔径分析仪器（如由纽约州伊萨卡的多孔材料公司（www.pmiapp.com）出售的型号APP 1200 AEXSC）测定的平均流动孔隙直径。

如在此所使用，“压降”意思指一个过滤介质或一个过滤器组合件对流经其的空气的阻力。压降是如在所选空气流速下一个过滤介质或过滤器组合件的进口表面与空气流的出口表面之间的压力变化所测量。典型地，压降被表示为H₂O的差异（以英寸为单位）。

如在此所使用，“渗透性”意思指在0.5英寸水的压降下将流经一个过滤介质的空气的数量，以英尺/分钟（fpm）或米/分钟（m/min）为单位。总体上，如所使用的术语渗透性使用从马里兰州盖瑟斯堡（Gaithersburg,Md.）的弗雷泽精密仪器公司（Frazier PrecisionInstrument Co.Inc.）可获得的一台弗雷泽渗透性测试器（Frazier PermeabilityTester）或者从南卡罗来纳州斯帕坦堡（Spartanburg,S.C.）的先进测试仪器公司（Advanced Testing Instruments Corp(ATI)；www.aticorporation.com）可获得的一台TexTest 3300或TexTest 3310根据ASTM D737通过弗雷泽渗透性测试（FrazierPermeability Test）评估。

如在此所使用，“可压缩性”意思指过滤介质在空气流经介质的方向上抵抗压缩或变形的程度。可压缩性必须足够低以便保持一个材料的厚度，并且由此保持该材料在使用期间的孔隙结构和大小以及渗透性和微粒去除性能。可压缩性是使用一个度盘式比较器进行的一个过滤介质的两个厚度测量值的比较，其中介质使用对应于0.125psi和0.563psi（8.6毫巴-38.8毫巴）的砝码压缩。可压缩性被表示为这两个砝码之间的厚度降低百分比。

如在此所使用，“基本重量”意思指一个过滤介质的每单位主要表面积（即，并非厚度或z尺寸）的重量。在实施例中，基本重量是用lb/ft²、g/m²或者某一种其他测量值单位描述的。

如在此所使用，“固体性”意思指一个过滤介质中的固体纤维的体积除以该过滤介质的总体积，以百分比表示。固体性是可变的，取决于在体积测量期间所施加的压力。

如在此所使用，“高蓬松度”意思指在0.002psi下具有约0.1%到3%固体性的一个过滤介质。

如在此所使用，“低蓬松度”意思指在0.125psi下具有约4%到25%固体性的一个过滤介质。

如在此所使用，“效率”意思指穿过一个过滤器组合件的一个空气流中递送的微粒物质的质量与留存在该过滤器组合件内的量之间的差，以百分比表示。

如在此所使用，“深层介质”或“深层负载介质”是指获得一个过滤的固体微粒并且保持在一个过滤介质或复合分层的介质的整个厚度或z尺寸的过滤介质。尽管在一些实施例中微粒可能实际上在深层介质的表面上聚积，但深层介质的质量是在介质的厚度内聚积和保留该微粒的能力。

如在此所使用，“介质包”或“过滤介质包”是指两层或更多层的过滤介质的一个堆叠，这些层按适合在一个过滤器组合件内安置的方式接触。

如在此所使用，“过滤器元件”或“过滤器组合件”意思指含有一个过滤介质包和一个滤筒外壳的一个组合件，该滤筒外壳配置和安排有实质上安置于其中的过滤介质包。过滤器组合件额外具有一个第一主要侧面，该第一主要侧面打算在一个空气进入流通过该过滤器元件流动时与该空气进入流接触，它在此被定义为过滤器元件的“进口侧”。过滤器组合件额外具有一个第二主要侧面，在该第二主要侧面中已经穿过该过滤介质包的空气流出，它在此被定义为过滤器元件的“出口侧”。

如在此所使用，“打孔支撑物”意思指一个支撑型筛网、粗布或其他高孔隙度或打孔的衬底，它于使用期间在预期的操作条件下在机械和配置方面稳定，并且能够用水或水加一种水可溶化合物或化合物的混合物反复清洗而无机械强度的实质上变化并且不经历配置的实质上变化。打孔支撑物本身在预期用途中遇到的预期的空气流速下不会引起实质上压降。

如在此所使用，术语“实质上”意思指相同或均匀（与一个所定义性质有微小波动）的定义等。举例来说，在此所描述的一个过滤介质的渗透性的较小的可测量的或者不可测量的波动可能是由一个外部接合的表面的轻微压缩（由定位过滤介质的滤筒外壳引起）引起。尽管如此，但过滤介质的渗透性将视作是实质上均匀的。其他这类波动，例如一个过滤器元件内微粒负载的均匀性的波动，可能是由一个过滤介质中的纤维的较小的但固有的富集或缺乏（由制造工艺的变化引起）引起。总体上，一个深层介质安排可经设计以在其实质上整个体积或深度内提供微粒材料的负载。

2.代表性过滤介质包和过滤器组合件的说明

本发明的过滤器组合件包括了过滤介质包，该过滤介质包包括非编织高蓬松度和湿式沉降过滤介质中的各项的一个层。本发明的过滤介质包具有适于高速空气过滤性质的可成形性、刚性、拉伸强度、低可压缩性以及机械稳定性，以及高微粒负载能力、使用期间的低压降以及适于在高速空气过滤应用中过滤空气所带的碎屑（如粉尘、砂砾、沙子以及其他微粒和非微粒固体物质）的孔隙大小和效率。在一些实施例中，本发明的过滤包中的过滤介质使用双组分纤维。在一些实施例中，过滤介质进一步包括粘合剂，如乳胶可递送型树脂。本发明的过滤器组合件和过滤介质包不使用附加油，还在高速空气过滤应用中提供优良的深层负载过滤性质。本发明的过滤介质包包括一个低蓬松度过滤介质层与一个高蓬松度过滤介质层的组合，其中至少低蓬松度过滤介质层是由随机定向的双组分纤维阵列组成。在一些实施例中，过滤介质进一步包括玻璃纤维。在一些实施例中，过滤介质进一步包括次级纤维或其他材料，如粘合树脂。在一些实施例中，使用熔融融合的双组分纤维将这些纤维粘合在一起。在其他实施例中，使用一种粘合树脂将这些纤维粘合在一起。

在本发明的介质包中，形成一个过滤介质层作为本发明的过滤器组合件中的进口侧执行。进口侧过滤介质是一种高蓬松度非编织过滤介质。在一些实施例中，通过空气沉降（或干式沉降）方法形成这类高蓬松度过滤介质。在一些实施例中，适合本发明的高蓬松度过滤介质是由单组分热塑性纤维形成。在一些实施例中，单组分热塑性纤维是一种聚酯纤维、一种聚烯烃纤维或一种尼龙纤维。用于制造高蓬松度过滤介质的材料和纤维类型在本发明范围内不受限制。适用于本发明的过滤器组合件的适合的高蓬松度过滤介质的厚度在约0.2到20mm之间，在一些实施例中，厚度在约0.5到15mm之间，并且在一些实施例中，厚度在约1到10mm之间。在一些实施例中，高蓬松度过滤介质的基本重量是约5到500g/m²，在一些实施例中，约10到200g/m²，在一些实施例中，约20到100g/m²，在一些实施例中，约30到80g/m²。在一些实施例中，高蓬松度过滤介质的可压缩性是10%到约90%，在一些实施例中，约20%到80%，在一些实施例中，约10%到25%。在一些实施例中，高蓬松度过滤介质的渗透性是约50m/min到1000m/min，在一些实施例中，约100m/min到500m/min，或在一些实施例中，约150m/min到300m/min。在一些实施例中，高蓬松度过滤介质在0.002psi下的固体性是约0.1%到3%，在一些实施例中，在0.002psi下是约0.3%到2%，并且在一些实施例中，在0.002psi下是约0.5%到1.5%。适用于本发明中的高蓬松度介质的一个实例是由印第安那州密歇根城（Michigan City,IN.）的纤维粘合公司（Fiberbond Corp.）出售的EM7558。该介质的基本重量是约62g/m²，厚度是约5mm，渗透性是约183m/min并且在0.002psi下的固体性是约0.7%到1.2%。

在本发明的过滤介质包中，形成一个过滤介质层作为本发明的过滤器组合件中的出口侧执行。出口侧过滤介质是一种低蓬松度过滤介质层。在一些实施例中，低蓬松度过滤介质是一种湿式沉降的过滤介质，即，使用一种湿式沉降工艺制得的一种过滤介质。在一些这类实施例中，湿式沉降工艺是造纸工艺。造纸型工艺尤其适用于形成湿式沉降的过滤介质并且许多用于制造湿式沉降的过滤介质的纤维组分被设计用于湿式沉降工艺。在实施例中，将纤维和任选的额外的材料与一种液体混合以形成实质上均匀的纤维浆料。接着使纤维浆料经历一个湿式沉降造纸工艺以形成一个非编织网或层。在湿式沉降加工的一些实施例中，湿式沉降的介质是由一种含水浆料组成，该含水浆料包括纤维材料于含水液体中的分散液。在一些实施例中，分散液的含水液体是水。在一些实施例中，含水液体进一步包括其他材料。在一些这类实施例中，其他材料包括以下中的一种或多种：pH值调节材料、水可混溶的共溶剂、乳胶粒子、分散型固体粒子（如活性碳或沸石等）、表面活性剂、阻燃剂、粘度调节剂、介质处理剂、着色剂、交联剂、消泡剂、杀细菌剂或杀真菌剂、抗氧化剂等以及其混合物。一旦通过一个造纸工艺使浆料形成一个湿式沉降的网或层，即将湿式沉降的网或层干燥、固化或以其他方式加工，从而产生能够作用本发明的出口侧过滤介质层执行的一个干燥的可渗透的薄片、网、层或过滤介质。在实施例中，湿式沉降层的加工包括加热以将湿式沉降层形成、粘合并且干燥为适用作本发明的出口侧过滤介质（即，低蓬松度过滤介质）的一个湿式沉降的过滤介质。

在实施例中，湿式沉降介质形成中使用的机器是手动沉降片材设备、福德林尼尔造纸机（Fourdrinier papermaking machine）、圆柱式造纸机、倾斜式造纸机、组合造纸机以及其他机器。在实施例中，任何将一份纤维浆料涂覆到一个衬底上成为一个湿的膜、层或多个层（因此含水液体组分至少与浆料的纤维组分部分地分离以形成随机分散的纤维和任选的其他材料的一个非编织垫或薄片）的机械装置均适用于湿式沉降加工，以形成本发明的湿式沉降的过滤介质。在一些实施例中，倾斜式和圆柱式造纸机包括一种连续梯度成形混合分配，如美国专利公开号2010/0187171中披露的那些，该公开的内容通过引用以其全文结合在此。

在通过充分干燥和加工从而形成本发明的过滤器组合件中的一个出口侧过滤介质后，湿式沉降或低蓬松度的过滤介质的厚度在约0.1到5mm之间，在一些实施例中，厚度在约0.2到3mm之间，在一些实施例中，厚度在约0.3到2mm之间，并且在一些实施例中，厚度在约0.5到1mm之间。在一些实施例中，低蓬松度过滤介质的基本重量是约20到200g/m²，在一些实施例中，约30到150g/m²，在一些实施例中，约40到100g/m²，在一些实施例中，约50到80g/m²。在一些实施例中，低蓬松度过滤介质的可压缩性是0%到约50%，在一些实施例中，约5%到30%，在一些实施例中，约10%到25%。在一些实施例中，低蓬松度过滤介质的渗透性是约1m/min到300m/min，在一些实施例中，约10m/min到200m/min，在一些实施例中，约25m/min到100m/min，或在一些实施例中，约50m/min到75m/min。在一些实施例中，低蓬松度过滤介质在0.125psi下的固体性是约4%到25%，在一些实施例中，在0.125psi下是约5%到10%，并且在一些实施例中，在0.125psi下是约5.5%到8%。

在实施例中，适合形成本发明的介质包中所用的低蓬松度的出口侧过滤介质的纤维包括双组分纤维、玻璃纤维、次级纤维以及其混合物。在一些实施例中，双组分纤维和玻璃纤维是用于形成低蓬松度的出口侧过滤介质的唯一的纤维。在其他实施例中，低蓬松度过滤介质进一步使用次级纤维。在再其他实施例中，双组分纤维和次级纤维是用于形成低蓬松度的出口侧过滤介质的唯一的纤维。

双组分纤维适合形成机械稳定并且坚固的可渗透的过滤介质，它可以经受住负载有碎屑的空气以高速通过的机械应力并且可以在使用期间保持碎屑负载，以及经受住每次负载之间的反复清洗和干燥循环。适合形成适用于本发明的过滤器组合件的高蓬松度过滤介质或低蓬松度过滤介质的双组分纤维具有核心/壳层（或护套）形态、并列形态、海岛形态或叶状形态。双组分纤维是由至少两种具有不同熔点的热塑性材料组成。在实施例中，适合形成适用于本发明的过滤介质的双组分纤维的核心或护套的热塑性聚合物包括聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚-α-辛烯以及它们的共聚物，包括线性低密度、低密度、高密度、超高密度以及其他形态和组成名称；聚四卤乙烯，如聚四氟乙烯和聚氯三氟乙烯；聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯；聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇以及其共聚物；聚乙烯卤化物，如聚氯乙烯；聚乙二烯卤化物，如聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯等以及其共聚物；聚缩醛，如聚乙烯醇缩丁醛；丙烯酸树脂（聚丙烯酸酯），如聚甲基丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯以及其共聚物，包括丙烯酸与其盐的共聚物；聚酰胺，如尼龙6、尼龙66、尼龙6,10、尼龙46等以及其共聚物；聚苯乙烯以及其共聚物；聚氨基甲酸酯；聚脲；纤维素树脂，即硝酸纤维素、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙基纤维素等；上述材料中任一种的共聚物，如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、KRATON橡胶等。在实施例中，使用一种聚烯烃/聚酯护套/核心双组分纤维，由此聚烯烃护套与聚酯核心相比在更低的温度下熔融。在其他实施例中，使用两种聚烯烃，或两种聚酯、两种聚乙烯卤化物、两种聚乙二烯卤化物、两种聚酰胺聚合物或任何其他两种具有类似或相同化学性质的聚合物作为核心和护套，其中组成（例如用于合成聚合物的特定单体组成混合物，或一个共聚物中单体浓度的嵌段度）、分子量或形态差异（如支化程度或侧链结晶度）等提供更低或更高熔融或软化的聚合物材料。

在实施例中，使用双组分纤维的更低熔融的组分作为核心/护套形态中的护套（或核心/壳层形态中的壳层），如一种叶状形态中的叶状物、如一种海岛形态中的“岛状物”或如一种并列形态中的一个侧面。更低熔融的组分为所形成的过滤介质包提供了一种熔融融合能力，其中将非编织的湿式沉降或空气沉降的网加热到高于更低熔融的组分的熔点或玻璃转移温度并且低于更高熔融的组分的熔点或玻璃转移温度的温度。在实施例中，在熔融或软化的纤维组分接触其他双组分纤维以及所形成的湿式沉降或空气沉降的过滤介质包内的任何其他纤维和添加剂时实现熔融融合。在这类实施例中，当温度接着降低到或低于预期最终使用温度时，双组分纤维借助于护套（或叶状物或侧面）而变得至少部分熔融融合，同时实质上保留由用于形成该介质的空气沉降或湿式沉降工艺所赋予的蓬松性、渗透性、孔隙率、基本重量、厚度等的非编织特征。借助于双组分纤维的更高熔融的核心或侧面来保留这些非编织特征，该更高熔融的核心或侧面在熔融融合期间保留其纤维性形态。此外，熔融融合的双组分纤维提供所需要的性质，包括压缩度降低和拉伸强度提高；熔融融合的双组分纤维进一步改良本发明的过滤介质或过滤器组合件中的玻璃纤维和其他次级纤维和/或添加剂材料的利用和保留。

在实施例中，从特拉华州威明顿（Wilmington DE）的杜邦公司（E.I.DupontNemours）可获得的已知为Advansa 271P的一种核心/护套双组分纤维适合形成适用于本发明的过滤器组合件的高蓬松度和低蓬松度过滤介质两项。其他适合的双组分纤维包括从田纳西州约翰逊城（Johnson City,TN.）的纤维创新科技公司（Fiber InnovationTechnology,Inc.）可获得的T-200系列同心核心/护套纤维；从康涅狄格州谢尔顿（Shelton,CT.）的工程化纤维技术公司（Engineered Fibers Technology,LLC）可获得的Kuraray N720；从纽约州纽约（New York,NY.）的日绵美国公司（Nichimen America Inc.）可获得的Nichimen4080；以及类似材料。所有这些纤维均展示如上文所描述的熔融融合的特征。

在实施例中，适用于本发明的过滤介质包的过滤介质包含玻璃纤维。在一些实施例中，玻璃纤维提供孔隙大小控制并且与介质中的其他纤维协作，从而获得具有足以用于高速空气过滤应用的负载能力、效率、固体性、渗透性、可压缩性、基本重量以及拉伸强度的一个介质。术语玻璃纤维“来源”意思指一种玻璃纤维组合物，它的特征在于一种玻璃类型、平均纤维直径以及长度或纵横比，并且作为一种独特的原料可供使用。这类来源中的两种或更多种的共混物并不称为单一来源。在实施例中，适用于本发明的低蓬松度介质的玻璃纤维包括通过以下名称已知的玻璃类型：A、C、D、E、Zero Boron E、ECR、AR、R、S、S-2、N等，以及总体上，通过用于制造加强型纤维的拉伸工艺或用于制造绝热纤维的纺丝工艺可以制成纤维的任何玻璃。在实施例中，玻璃纤维的直径是约0.1到10微米并且纵横比（纤维长度除以纤维直径）是约10到10,000。可商购的纤维是用一种上浆涂层特征性地上浆的。这些涂层使否则离子中性的玻璃纤维形成并且保持束状。典型地不对直径小于约1微米的玻璃纤维进行上浆。对大直径切短的玻璃进行上浆。玻璃纤维的制造商通常使用上浆组合物（包括一种或多种阳离子性抗静电剂）来消除纤维聚结并且在于一份造纸浆料（如上述造纸浆料）中搅拌这些玻璃纤维的分散液时允许一份均匀的该分散液。在一些实施例中，如来自南卡罗来纳州萨默维尔（Summerville,SC.）的洛夏纤维国际公司（Lauscha Fiber Intl.）的Lauscha B50R、B010F以及B08F的玻璃纤维是适合形成适用于本发明的介质包的过滤介质的玻璃纤维。

在实施例中，适用于本发明的过滤介质包的过滤介质包含一定量的玻璃纤维，该量按重量计对应于过滤介质中全部固体的约10%到90%，或按重量计为过滤介质中全部固体的约20%到80%，或按重量计为过滤介质中全部固体的约25%到75%，或按重量计为过滤介质中全部固体的约50%。在一些实施例中，使用多于一种玻璃纤维来源的一种共混物，其中多于一种玻璃纤维来源的共混物被用于形成过滤介质中玻璃纤维的总重量百分比。在一些这类实施例中，选择多个玻璃纤维来源的共混物以控制该过滤介质的渗透性。举例来说，在一些实施例中，将来自多于一种来源的以下各项以不同比例组合提高了过滤介质包的渗透性：平均纤维直径为约0.3到0.5微米的玻璃纤维、平均纤维直径为约1到2微米的玻璃纤维、平均纤维直径为约3到6微米的玻璃纤维、纤维直径为约6到10微米的玻璃纤维以及纤维直径为约10到100微米的玻璃纤维，包括其中两种或更多种的共混物。在一些这类实施例中，选择这些玻璃纤维共混物以赋予一个过滤介质受控制的孔隙大小，产生所定义的渗透性。

在本发明的一个实施例中，适用于本发明的一个介质包的一种低蓬松度过滤介质包括按重量计约50%的Advansa271P双组分纤维（从特拉华州威明顿的杜邦公司可获得）和按重量计约50%的Lauscha B50玻璃微纤维（从南卡罗来纳州萨默维尔的洛夏纤维国际公司可获得）。介质通过一种湿式沉降或造纸型工艺形成，产生具有以下的一种介质：约60g/m²到70g/m²的基本重量、在0.125psi下0.5mm到0.65mm的层厚度、在0.125psi与1.5psi之间15%到20%的可压缩性、50m/min到60m/min的渗透性、以及在0.125psi下6%-7%的固体性。

在一些实施例中，适用于本发明的过滤介质包的过滤介质包含次级纤维。次级纤维是除双组分纤维或玻璃纤维以外的任何纤维。次级纤维是由一种或多种亲水性、疏水性、亲油性和/或疏油性聚合物或其他材料制成。在不同实施例中，针对有助于获得适用于高速空气过滤应用的适合的表面化学特征、孔隙大小、渗透性、效率、拉伸强度、可压缩性和/或其他所需要的过滤器性质的纤维特征选择这些次级纤维。这些纤维与双组分纤维并且在一些实施例中，与玻璃纤维协作以形成机械稳定并且坚固的可渗透的过滤介质，该过滤介质可以经受住负载有碎屑的空气以高速通过的机械应力并且可以在使用期间保持碎屑负载，以及经受住每次负载之间的反复清洗和干燥循环。在一些实施例中，次级纤维是单组分纤维。在一些实施例中，次级纤维是由具有两种或更多种聚合物组成、分子量或形态的共混物或合金形成的。在一些实施例中，次级纤维直径在约0.1微米到约50微米范围内。在一些实施例中，次级纤维是卷曲纤维。次级纤维是由多种材料制成，包括天然存在的棉花、亚麻布、羊毛、不同纤维素以及蛋白质天然纤维，或任一种适合形成上文列举的双组分纤维的核心或护套的热塑性聚合物。次级纤维的一个类型是一种粘合纤维，它与其他纤维组分协作，从而将纤维组分粘合成网。次级纤维的另一个类型是一种结构纤维，它与其他纤维组分协作，从而提高材料在干燥和湿润条件中的拉伸和破裂强度。次级纤维还可以包括无机纤维，如碳/石墨纤维、金属纤维、陶瓷纤维以及其组合。

当在过滤介质中使用次级纤维时，这些次级纤维以一定的量存在，该量按重量计对应于过滤介质中全部固体的约1%到90%；或按重量计为过滤介质中全部固体的约5%到80%，或按重量计为过滤介质中全部固体的约10%到75%，或按重量计为过滤介质中全部固体的约25%到50%。在一些实施例中，高蓬松度的进口侧过滤介质合并有一种或多种次级纤维。在其他实施例中，低蓬松度的出口侧过滤介质合并有一种或多种次级纤维。在再其他实施例中，高蓬松度和低蓬松度过滤介质均合并有一种或多种次级纤维。在一些实施例中，低蓬松度过滤介质合并有次级纤维并且无玻璃纤维；在其他实施例中，低蓬松度过滤介质合并有次级纤维和玻璃纤维两项。

在一些实施例中，粘合树脂被用于增加纤维与纤维融合，例如在使用纤维素或玻璃纤维时，并且由此增加该过滤介质包的机械稳定性。粘合树脂总体上并非必需在本发明的过滤介质中获得足够强度，但适用于过滤介质包的某些实施例，例如在横穿过滤器的空气速度超过3000fpm的高速空气过滤应用中。在不同实施例中，粘合树脂材料以干燥粉末、分散或溶解于溶剂中或乳胶分散液的形式递送。用作粘合剂的树脂可以呈直接添加到一份湿式沉降的浆料中的水可溶或可分散的聚合物形式，或呈在非编织网形成后通过施加的热量激活为一种粘合剂的与一个湿式沉降或空气沉降的网中的其他纤维混合的次级纤维（“粘合纤维”）形式。

在不同实施例中，适合的粘合树脂包括乙酸乙烯酯材料、氯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯乙酰基树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯乙酸乙烯酯共聚物树脂、热固性树脂（如脲酚脲甲醛、三聚氰胺、环氧树脂、聚氨基甲酸酯、可固化不饱和聚酯树脂、聚芳香族树脂、间苯二酚树脂以及类似弹性体树脂）。在实施例中，适用于湿式沉降过滤介质并且以水可溶或水可分散的粘合剂聚合物形式可递送的粘合树脂是水可溶或水可分散的热固性树脂，如丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚脲、聚氨基甲酸酯、三聚氰胺甲醛树脂、聚酯以及醇酸树脂，总体上并且特定的是造纸工业中常用的水可溶丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚酰胺树脂等。在一些实施例中，水可溶或水可分散粘合剂聚合物涂布这些纤维并且起作用以使适用于低蓬松度过滤介质的最终过滤介质中的纤维与纤维粘结。将足量树脂添加到一份浆料中（例如）以完全涂布这些纤维并且不引起网、层或过滤介质中形成的孔隙中的膜覆盖。在一些实施例中，在一次湿式沉降的介质形成期间将粘合树脂添加到浆料中。在其他实施例中，在湿式沉降或空气沉降的介质形成后将粘合树脂涂覆到过滤介质上。

当使用粘合树脂时，这些粘合树脂以一定的量存在于过滤介质中，该量按重量计对应于过滤介质中全部固体的约1%到30%；或按重量计为过滤介质中全部固体的约5%到20%，或按重量计为过滤介质中全部固体的约5%到10%。在一些实施例中，过滤介质包的高蓬松度的进口侧过滤介质层合并有一种或多种粘合树脂。在其他实施例中，过滤介质包的低蓬松度的出口侧过滤介质层合并有一种或多种第二粘合树脂。在再其他实施例中，过滤介质包的高蓬松度和低蓬松度过滤介质均合并有一种或多种粘合树脂。

在一些实施例中，本发明的介质包中使用的过滤介质包括一种或多种额外材料。在不同实施例中，额外材料包括固体粒子（如活性碳或沸石等）、表面活性剂、树脂、阻燃剂、粘度调节剂、介质处理物、着色剂（如染料或颜料）、化学反应性化合物（如交联剂）、杀细菌剂或杀真菌剂、抗氧化剂等，或其中一种或多种的混合物。在一些实施例中，在介质形成期间将该一种或多种额外材料添加到纤维浆料中。在其他实施例中，在形成后将该一种或多种额外材料添加到过滤介质中，其中在一种湿式沉降的介质的情况下，“形成后”意思指在湿式沉降的介质形成后和干燥前或干燥后。在实施例中，该一种或多种额外材料是通过过滤介质包的喷雾、浸渍、帘式涂布、模涂、辊式涂布、轮转式凹版涂布或等离子体涂布而涂覆的。

3.代表性过滤器组合件的说明

在一些实施例中，本发明的过滤器组合件被形成为具有单一层的高蓬松度过滤介质。在一些实施例中，本发明的过滤器组合件被形成为具有单一层的低蓬松度过滤介质。在再其他实施例中，过滤器组合件被形成为具有高蓬松度过滤介质和低蓬松度过滤介质中的各项的单一层。在本发明的一些实施例中，高蓬松度和低蓬松度过滤介质仅在其介质层中的每一项的一个主要表面上接触，从而形成本发明的一个介质包，其中在装配本发明的过滤器组合件之前无需进行介质或介质包的进一步处理。在实施例中，介质包被置放为一个打孔支撑物的两层，形成一个支撑型介质包，并且接着施加一个滤筒外壳以围绕着该支撑型介质包，从而形成一个成品过滤器组合件。

在实施例中，介质包在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在一些实施例中，在0.125psi下的厚度是约0.5mm到1cm，并且在一些实施例中，在0.125psi下的厚度是约1mm到10mm。在一些实施例中，安置于介质包的两个侧面上的打孔支撑层压缩该介质包，并且因此安置于支撑介质包内的介质包的有效厚度比单独介质包的厚度更小。在一些实施例中，介质包的复合基本重量是约25g/m²到500g/m²，在一些实施例中，约50g/m²到300g/m²，并且在一些实施例中，约75g/m²到200g/m²。在一些实施例中，介质包的复合渗透性是约25m/min到500m/min，在一些实施例中，约50m/min到300m/min，并且在一些实施例中，约100m/min到200m/min。

在实施例中，打孔支撑物是由金属形成。例如，铝或不锈钢金属丝布适用于本发明的不同实施例。在一些实施例中，金属丝布的金属丝直径是约0.5毫米（mm）到50mm，或是约5mm到30mm，或是约10mm到25mm。在一些实施例中，金属丝布网孔是16×16；网孔是基于特定预期应用（例如预期过滤应用中的特定预期空气速度范围）选择的。在一些实施例中，金属丝布具有每英寸10到15根经丝和每英寸8到12根纬丝，其中金属丝直径是如上文所述。在一些实施例中，金属丝布是涂有环氧化物的金属丝布，如碳钢金属丝布或涂有环氧化物的不锈钢金属丝布。在一些这类实施例中，涂有环氧化物的金属丝布涂有每平方米金属丝布约5g到50g环氧化物，在一些实施例中，每平方米金属丝布约10g到40g环氧化物，在一些实施例中，每平方米金属丝布约20g到30g环氧化物。针对耐用性和涂布金属丝而不引起不希望的网孔大小减小量，选择用于涂布金属丝布的环氧化物的量和类型。在再其他实施例中，使用网形金属作为打孔支撑物。在再其他实施例中，使用一种热塑性或热固性合成聚合物形成一种打孔支撑物，例如一种筛网、粗布、打孔薄片、框架等。在再其他实施例中，使用一种陶瓷材料制造一种打孔支撑物。在再其他实施例中，使用一种或多种金属、热塑性材料、热固性材料或陶瓷的组合制造一种打孔支撑物。应了解，与打孔支撑物相关的可变参数是由普通技术人员选择的并且基于特定预期最终用途，并且如在此描述的本发明不限于适于和本发明的过滤器构造一起使用的特定类型的打孔支撑物。多种打孔支撑物是作为标准或定制的材料和尺寸可商购的。举例来说，不锈钢金属丝布是从纽约州新罗谢尔（NewRochelle,NY.）的杰拉德丹尼尔公司（Gerard Daniel&Co.,Inc.）可获得的。

在一些实施例中，对支撑型介质包进行打褶或开槽，随后添加一个滤筒外壳以形成一个过滤器元件。在这类实施例中，这些褶皱或槽纹在形成一个支撑型介质包后形成，因为打孔支撑物提供将这些褶皱保持在合适位置并且介质包安置于其中所必需的强度和刚性。在其他实施例中，在接触这些高蓬松度介质层和这些低蓬松度介质层之前或之后但无一个打孔支撑物的情况下，对介质包进行打褶或开槽。当对介质包或支撑型介质包进行打褶时，褶皱高度和频率（每单位长度的褶皱数目）不受特别限制。在一些实施例中，褶皱高度是约50mm到10cm，或是约1cm到7cm，或是约2.5cm到5cm。在实施例中，褶皱频率是每厘米约10个到每厘米0.1个，或是每厘米约5个到每厘米0.5个，或是每厘米约2个到每厘米0.8个。在一些实施例中，单一褶皱侧面界定了一个线形状，如一个正方形或矩形；在其他实施例中，单一褶皱侧面界定了一个三角形。一个三角形褶皱侧面总体上与圆锥形过滤器组合件相关联。三角形褶皱在此总体上指有槽的褶皱或槽纹。打褶和开槽的介质为普通技术人员所了解会增加一个过滤器组合件的有效（过滤）表面积。

在一些实施例中，在打褶或开槽后将支撑型介质包安装于一个滤筒外壳中以形成一个成品过滤器元件。在一些实施例中，滤筒外壳是一个框架。在一些实施例中，框架是一个简单的平面框架，支撑型介质包通过一种粘着或机械手段与其结合，并且该框架在使用期间起到将支撑型介质包固定在合适位置的作用，并且在一些实施例中，在发动机进气路径周围进一步形成一个密封件使得所有进气必须横越该过滤器介质包。在一些实施例中，滤筒外壳实质上密封该介质包，其中密封的滤筒外壳至少具有一个进口和出口管道、阀门等以通过其提供空气流。在一些实施例中，滤筒外壳的一个主要部分是由一种金属形成的。在其他实施例中，滤筒外壳的主要部分是由一种热塑性或热固性聚合配制品形成的。在一些实施例中，滤筒外壳进一步附加有不同机械零件，如进口管道或出口管道或阀门、用于将滤筒外壳通过螺钉或螺丝附接到一个二级结构上的孔洞、支撑构件、垫圈构件等。滤筒外壳的类型、形状以及总体配置不受特定限制并且可通过设计以符合任何预期最终用途的要求。滤筒外壳通过设计和配置使得过滤器组合件实质上覆盖一个或多个发动机的进气路径或端口，同时使支撑型介质包暴露于进气流路径并且进一步将支撑型介质包的进口侧过滤介质安置于空气流路径的上游端并且将支撑型介质包的出口侧过滤介质安置于空气流路径的下游端。

一种适合类型的滤筒外壳是一种铝合金框架组合件，它包括一个密封构件，该密封构件为一个泡沫橡胶垫圈，如一个硅酮橡胶泡沫垫圈；并且包括用于将过滤器组合件机械地附接到发动机进气口的装置，即，孔洞，过滤器组合件通过该孔洞通过蝶型螺母、螺钉、螺丝或另一种类型的扣件穿过发动机进气路径中的成对的孔洞组结合。一种适合类型的滤筒外壳被适配为配合一个涡轮驱动的旋转飞机进气端口的滤筒外壳；即，一个进口壁垒过滤器组合件。

如在此所描述的本发明的过滤器组合件无需除已描述的处理以外任何另外的处理即适用于高速空气过滤应用。因此，举例来说，无需在使用前用油涂覆这些过滤器组合件。也无需在多个清洁步骤后进行任何油处理，以便提供高速空气过滤应用中遇到的微粒和碎屑的深层负载。然而，在一些应用中，可以有利地将油或某种其他材料添加到过滤器元件或支撑型介质包或介质包中作为一个后处理。本发明不限于排除这类后处理。其他后处理可能适用于某些高速空气过滤应用。举例来说，在一些实施例中，添加一种彩色染料或颜料适用于区分用于不同发动机的过滤器组合件；在一些这类实施例中，该色彩是通过在用于预期高速空气过滤应用之前喷雾或浸涂一个或多个过滤器介质层、一个介质包、一个支撑型介质包或一个过滤器组合件来添加。在其他实施例中，在用于预期高速空气过滤应用之前，在一个后处理中通过喷雾或浸涂一个或多个过滤器介质层、一个介质包、一个支撑型介质包或一个过滤器组合件来添加阻燃剂化合物。可以容易地设想其他适用的后处理并且本发明在这一方面不受特定限制。

图1示出了本发明的一个代表性过滤器组合件。示出了过滤器组合件100的俯视图或进口侧视图。过滤器组合件100具有通过金属丝布20可看见的介质包10。介质包10被安置于金属丝布20内，并且介质包10和金属丝布20被安置于框架40内。介质包10与金属丝布20的组合形成了支撑型介质包[10/20]。在一些实施例中，支撑型介质包[10/20]被打褶。在其他实施例中，支撑型介质包[10/20]是实质上平坦的。框架40通过设计和配置以覆盖一个发动机的一个进气区域。框架40进一步界定了开口45，通过该开口安置蝶型螺母50。

图2是图1中示出的过滤器组合件的一个分解图。介质包10具有介质层12和16。介质层12是具有一个边缘区域14的一个高蓬松度过滤介质层。介质层12被安置于过滤器组合件100的进口侧上。介质层16是具有一个边缘区域18的一个低蓬松度过滤介质层。低蓬松度过滤介质层16被安置于过滤器组合件100的出口侧上。第一金属丝网层20被安置于介质包10上位于高蓬松度过滤介质层12的一个主要表面上。第二金属丝网层21被安置于介质包10上位于低蓬松度过滤介质层16的一个主要表面上。金属丝网层20、21具有相同或不同的网孔配置、金属丝类型、金属丝直径、表面涂层或缺乏表面涂层等。第一金属丝网层20具有边缘区域22，并且第二金属丝网层21具有边缘区域23。金属丝网层20、21装配有安置于其间的介质包10，从而形成一个支撑型介质包[20/10/21]。

支撑型介质包[20/10/21]被安置于第一框架构件40与第二框架构件41之间。第一框架构件40通过设计和配置以在使用期间将支撑型介质包[20/10/21]紧固于一个发动机进气流路径的进口侧上的过滤器组合件100内，并且第二框架构件41通过设计和配置以在使用期间将支撑型介质包[20/10/21]紧固于一个发动机进气流路径的出口侧上的过滤器组合件100内并且进一步将过滤器组合件100紧固到一个发动机的一个进气端口上。框架构件40、41围绕着支撑型介质包[20/10/21]并且在边缘区域14、18、22、23处与该支撑型介质包接触。框架构件40、41界定了过滤器组合件100的周长。框架构件40与41在材料、表面涂层、框架构件厚度等方面相同或不同。在一些实施例中，框架构件40、41中的一项或两项具有图示中未展示的额外的特征。框架构件40、41之间还安置有柔性垫圈30。垫圈30被安置在框架构件之间但总体上位于装配的过滤器组合件100中的支撑型介质包[20/10/21]的边缘区域14、18、22、23外。框架构件40、41进一步界定了开口45，该开口通过配置和按排以接收蝶形螺母50，该蝶形螺母下安置有挡圈60。当支撑型介质包[20/10/21]和垫圈30被安置在框架构件40、41之间并且蝶形螺母50通过开口45安置时，开口45和具有挡圈60的蝶形螺母50协作从而形成过滤器组合件100。

将设想过滤器组合件100的许多替代性实施例；取决于使用该过滤器组合件的特定发动机配置，下文描述的不同替代性实施例中的一些或所有单独或组合有效。取决于使用该过滤器组合件的特定发动机配置，过滤器组合件100的整体大小将变化。在一些实施例中，对支撑型介质包[20/10/21]进行打褶以形成一个打褶的组合件。在一些实施例中，粘着剂被安置于支撑型介质包[20/10/21]的一个或多个边缘区域14、18、22、23与第一框架构件40和第二框架构件41中的一项或两项之间的过滤器组合件100的周边，从而使支撑型介质包[20/10/21]稳固地粘着到框架构件40、框架构件41或两项的由框架构件40、41界定的周边区域上。在一些实施例中，不存在金属丝网层20或21；在其他实施例中，存在单一金属丝网层，它是金属丝网层20或21。在一些实施例中，一个或多个金属丝网层是网形金属层。普通技术人员可以容易地设想该过滤器组合件100的其他特征和变化。

图3示出了本发明的另一个代表性过滤器组合件。过滤器组合件200是一个锥形过滤器组合件。锥形过滤器组合件200具有被安置于锥形滤筒外壳42内的介质包10。锥形滤筒外壳42具有围绕着过滤器组合件200的不同圆周的环形支撑构件43和横越过滤器组合件200的一部分长度的线形支撑构件44。锥形滤筒外壳42通过配置和设计以在第一末端部分70处安装到一个发动机的进气部分上。由此，第一末端部分70具有配件72，该配件通过设计以安装到一个特定发动机进气端口（未图示）上并且与其形成一个实质上密封的连接。过滤器组合件200的第二末端部分80具有端盖82，该端盖被安置于该第二末端部分上从而实质上覆盖第二末端部分80。图3A示出了穿过平面90的锥形过滤器组合件200的一个截面视图以展示过滤器组合件200内部的额外的细节。

图3A展示了穿过过滤器组合件200的截面平面90的线形支撑构件44和安置于其中的介质包10。介质包10具有介质层12和16。介质层12是一个高蓬松度过滤介质层，它通过安置与线形支撑构件44以及环形支撑构件43（图3A中未展示）接触。介质层16是一个低蓬松度过滤介质层，它被安置在高蓬松度介质层12上。介质层16进一步界定了锥形过滤器组合件200的空心截面95。当在使用期间附接到一个发动机的进气端口时，锥形过滤器组合件200通过进气作用来过滤空气，其中在支撑构件43、44之间吸入空气；接着空气通过高蓬松度介质层12；接着通过低蓬松度介质层16；接着进入空心截面95；接着通过第一末端部分70并且进入发动机进气端口。

将设想过滤器组合件200的许多替代性实施例；取决于使用该过滤器组合件的特定发动机配置，下文描述的不同替代性实施例中的一些或所有单独或组合有效。取决于使用该过滤器组合件的特定发动机配置，锥形过滤器组合件200的大小将变化。支撑构件43、44的尺寸、间隔以及组成也是可变化的。举例来说，在一些实施例中，线形支撑构件44之间的间隔在约1cm到6cm范围内；并且在一些实施例中，环形支撑构件43之间的间隔在约2cm到20cm范围内。在一些实施例中，介质包10被打褶；在其他实施例中，介质包10不被打褶。在一些实施例中，支撑构件43、44、配件72以及端盖82是由金属、涂有环氧树脂的金属、一种合成的热塑性或热固性聚合组合物、一种陶瓷或其中一种或多种的组合或合金组成的。在一些实施例中，过滤器组合件是实质上圆柱形而非锥形；即，线形支撑构件44相对于彼此是实质上平面的。在一些实施例中，使用一个金属丝布、筛网或网形金属替代该滤筒外壳中的支撑构件43、44。在一些实施例中，将一个额外打孔支撑物（如一个筛网、粗布、网形金属或网丝）进一步安置于锥形滤筒外壳42内位于支撑构件43、44与高蓬松度过滤介质层12之间。在一些实施例中，将额外支撑构件或打孔支撑物安置于锥形滤筒外壳42内与低蓬松度过滤介质层16接触，使得这些额外支撑构件或打孔支撑物界定锥形过滤器组合件200的空心截面95。

在一些实施例中，锥形过滤器组合件200针对发动机进气流按照与上文所定义的方向实质上相反的方向进行设计。即，过滤器组合件通过设计使进气通过第一末端部分70行进并且进入该空心截面95，以便横越地接触过滤介质包10，在支撑构件43、44周围离开并且进入一个进气端口（未图示）。在这类实施例中，接触型过滤介质包10的安排使高蓬松度介质层界定该空心截面95，并且低蓬松度介质层被安置于高蓬松度介质层与支撑构件43和44之间。在这类实施例中，第一末端部分70和第二末端部分80通过适当设计以安装在如特定设计所需要的发动机进气口中或附接到该发动机进气口上。

4.过滤器组合件使用方法的说明

本发明的过滤器组合件适用于高速空气过滤应用。意外的是，在一些实施例中，当本发明的一个介质包被安排在一个过滤器元件中时，单一层的高蓬松度过滤介质与单一层的低蓬松度过滤介质的组合足以过滤具有挑战性的航空应用中遇到的粉尘、砂砾、煤烟以及其他碎屑。在本发明的过滤器组合件中观察到的介质包的简易性和薄度的组合以及深层负载的效率是出乎意料的，这归因于在使用期间横越本发明的过滤器组合件的空气的高速度。此外，本发明的过滤器组合件在不存在添加的油的情况下实现了高速空气过滤应用中的碎屑和固体微粒的高效过滤。常规进口壁垒过滤器（例如直升机发动机进口壁垒过滤器）需要用油涂覆过滤器的进口侧上的过滤介质以便提供必需的过滤效率。油的存在进一步使常规过滤器难以清洁；例如，由于油覆盖的纤维的表面张力更低而难以单独用水清洗。此外，在再次使用之前，需要在洗涤和干燥后用油重新涂覆过滤器的进口侧。最终，在清洁期间从过滤器清洗掉的流出油可能成为一个环境问题。本发明的过滤器组合件不受过滤介质上需要使用油的限制，并且因此代表了高速空气过滤（尤其用于航空应用（如用于直升机发动机）的进口壁垒过滤）的重大进步。

因为本发明的过滤器组合件能够在空气速度是100fpm或更高时实现高效深层负载和低压降，并且此外无需加油的介质，因此它们适合用作用于高性能发动机的进口壁垒过滤器。高性能发动机包括涡轮螺桨型飞行器发动机；其他航空发动机，如喷气式发动机；其他高速燃气涡轮发动机；大功率柴油或汽油发动机；等等。螺旋桨飞机（如侦察、运输、攻击或通用直升机）是涡轮螺桨型飞行器的实例。军用直升机包括UH-1、CH-46、OH-58、MH-53以及AH-64。涡轮螺桨型飞机还包括重型升力式飞机；倾转旋翼机，如V-22 Osprey、Swearingen Metro III Expeditor以及Aerospatiale ATR 42-300；以及由比克公司（Beech Commuter）、通用动力公司（General Dynamics）、康弗公司（Convair）制造的涡轮螺桨型飞机等。在进口壁垒过滤器应用中，本发明的过滤器组合件从发动机的进气路径去除空气所带的微粒，并且由此延长发动机甚至在恶劣环境（如干燥、空气所带的砂子、粗砂以及碎屑成为一个特别的问题（尤其对于涡轮螺桨型飞行器）的沙漠环境）中的有效寿命。

本发明的过滤器组合件能够在空气穿过一个过滤器元件的进口侧的100fpm（约30m/min）或更高的空气速度下实现高效深层负载，同时保持在过滤介质包上的压降较低；即，以高效率过滤高负载的粒子并且不阻塞过滤器组合件以免引起进入发动机的空气流的显著损失。在实施例中，本发明的过滤器组合件能够在空气穿过一个过滤器元件的进口侧的约100fpm到3300fpm（约30m/min-1000m/min）或约500fpm到2700fpm（约150m/min到820m/min）的空气速度下实现高效深层负载。在一些实施例中，在720fpm的空气流速下，过滤器组合件的初始效率是约90%到99.99%，或约94%到99.9%，或约96%到99%。基于过滤表面的有效平方英尺面积（即，一个介质包或支撑型介质包的进口侧（其中任何褶皱均变平）的表面积）叙述本发明的过滤组合件的负载能力。在实施例中，在720fpm的空气流速下，在达到25英寸H₂O的压降之前，本发明的过滤器组合件中每平方英尺介质包进口表面积能够负载（或捕获）约10g/ft²到200g/ft²固体微粒物质（如粉尘、沙子等）；在实施例中，在25英寸H₂O的压降下，在20g/ft²与100g/ft²之间；以及在实施例中，在25英寸H₂O的压降下，在40g/ft²与80g/ft²之间。在实施例中，本发明的过滤器组合件在720fpm的空气流速下的初始压降（其中初始压降被定义为一个新的或清洁过的过滤器组合件的压差）是约0.2英寸H₂O到1英寸H₂O，在实施例中，是约0.4英寸H₂O到0.8英寸H₂O，并且在实施例中，是约0.5英寸H₂O到0.7英寸H₂O。

在实施例中，通过擦洗碎屑、对过滤器元件施用压缩空气、施用水、施用水加一种清洁添加剂（如一种清洁剂、表面活性剂或水可混溶的共溶剂）或这些清洁操作中一项或多项的组合来容易地进行本发明的过滤器组合件的清洁。在一些实施例中，通过用一个软毛刷实体上刷洗过滤器组合件的进口侧和/或用压缩空气吹扫过滤器的进口和出口侧中的一项或两项来实现令人满意的清洁。在一些实施例中，在用一个刷子和/或压缩空气清洁后进行清洗。在其他实施例中，不预先进行刷洗或压缩空气施用便清洗该过滤器组合件。在一些实施例中，使用来自一个水龙带或水管（无喷嘴）的干净自来水实现清洗；在其他实施例中，使用一个喷嘴来控制水压。虽然清洁方法不受特定限制，但在实施例中，通过简单地使水从过滤器的出口侧流动到进口侧（即，在与穿过这些过滤器组合件的所引导的空气流相反的方向上）来实现有效清洁。在实施例中，有效的是观察在清洁期间的流出水，并且当水是实质上澄清和不含碎屑时，过滤器得到充分清洁，由此在预期应用的一次后续的重新使用中是可用的。

本发明的过滤器组合件的另一个优点是接触型介质组合件在水清洗后快速干燥。因此，一个清洗和干燥循环在少于24小时内进行，其中清洗和干燥循环被定义为从开始用水清洗的时间到过滤器组合件对于在预期过滤应用中的重新使用为可用时的时间。在一些实施例中，清洗和干燥循环是约1分钟到10小时，或约5分钟到5小时，或约10分钟到1小时，或约10分钟到30分钟。在一些实施例中，在清洗后，简单地振荡过滤器组合件并且接着在高于0℃并且低于过滤器组合件中任何组件（包括框架材料、打孔支撑物或过滤介质包中的任何纤维或纤维组分）的最低熔点的温度下陈列干燥。对流或加压空气流在一些实施例中适用于加快这些过滤器组合件的干燥。在其他实施例中，将过滤器组合件简单地放置、堆叠或悬挂在充分干燥的一个位置以允许该过滤器组合件充分干燥，以便重新用于预期过滤应用。本发明的过滤器组合件的实质上优点是本发明的过滤器组合件在清洁后无需用油涂覆该过滤介质包即可重新用于高速空气过滤应用的能力。

在实施例中，支撑型介质组合件和过滤器组合件足够耐用，可以经历2个或更多个使用循环，其中一个使用循环被定义为用自来水清洗一个使用过的和至少部分负载的过滤器组合件；干燥；以及重新使用过滤器组合件达到需要清洗的程度。由一个发动机使用者基于与所使用的特定发动机相关的准则来选择是否需要进行清洗。在一些实施例中，发动机使用者基于针对过滤器组合件在适当位置中的发动机的进气速度、发动机温度、所选择的操作小时数的流逝的发动机规格或者利用某种其他所选择的准则或准则的组合来选择清洗一个过滤器组合件。在一些实施例中，本发明的接触型介质组合件、支撑型介质组合件以及过滤器组合件在约2到100个使用循环内，在一些实施例中，在5到70个使用循环内，在一些实施例中，在约10到50个使用循环内，在一些实施例中，在约15到25个使用循环内是可使用的。

本发明的介质包和过滤器组合件的一个优点是即使在许多使用循环之后，初始压降、效率以及在所选压降值下的粒子负载能力并不显著退化；即，本发明的介质包和过滤器组合件足够耐用，从而在一个或多个使用循环后能够表现得几乎和一个新的过滤器组合件一样。因此，在15个使用循环后，压降、效率以及在25英寸H₂O下的粒子负载能力的测量值与在第一个使用循环期间测量的相同值相比变化小于10%，或测量值与在第一个使用循环期间测量的相同值相比以约0.01%到7%，或约0.1%到5%，或约0.5%到2%变化。

实施例

1.第一实施例

本发明的一个第一实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了一种过滤介质包，它包括一层的一种高蓬松度过滤介质和一层的一种低蓬松度过滤介质，该低蓬松度介质包含一种双组分纤维，其中该过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率从一个空气流过滤空气负载的微粒。

在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包的特征在于不存在添加到过滤介质包中的油。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质包括一种非编织介质。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是约40%到80%并且渗透性是约100到300m/min。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2mm，在0.125psi与0.563psi之间的可压缩性是约10%到25%并且渗透性是约10到100m/min。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2mm，在0.125psi与0.563psi之间的可压缩性是约10%到25%并且渗透性是约10到100m/min。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质的平均孔隙大小是约50到100微米。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质在0.125psi下的固体性是约4%到10%。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质是一种非编织介质，它包含一种聚酯单组分纤维。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质是一种非编织介质，它包含一种双组分纤维。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，双组分纤维包括一种聚酯、一种尼龙、一种聚烯烃或其中一种或多种的组合。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，双组分纤维基本上由一种核心/护套形态组成。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质进一步包含一种玻璃纤维。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质包含按重量计在约25%与75%之间的双组分纤维和按重量计在约75%与25%之间的玻璃纤维。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质、低蓬松度过滤介质或其两者在介质的整个一种或多种尺寸中包括渗透性、孔隙大小、纤维直径、纤维长度、纤维组成、效率、固体性、可湿性、耐化学性以及耐温度性中的一项或多项的梯度。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟到1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于98%的效率从一个空气流过滤空气负载的微粒。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟到1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于99%的效率从一个空气流过滤空气负载的微粒。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质在0.002psi下的固体性在约0.1%到3%之间。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质在0.125psi下的固体性在约4%到25%之间。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包在0.125psi下的厚度在约0.1mm到2cm之间。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包的基本重量在约25g/m²到500g/m²之间。在任何该第一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包的渗透性在约25m/min到500m/min之间。

2.第二实施例

本发明的一个第二实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖过滤介质包，它包括一层的一种高蓬松度过滤介质和一层的一种低蓬松度过滤介质，该低蓬松度介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，其中该过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%效率从一个空气流过滤空气负载的微粒。

在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包的特征在于不存在添加到过滤介质包中的油。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质包括一种非编织介质。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是约40%到80%并且渗透性是约100到300m/min。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2mm，在0.125psi与0.563psi之间的可压缩性是约10%到25%并且渗透性是约10到100m/min。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2mm，在0.125psi与0.563psi之间的可压缩性是约10%到25%并且渗透性是约10到100m/min。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质的平均孔隙大小是约50到100微米。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质在0.125psi下的固体性是约4%到10%。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质是一种非编织介质，它包含一种聚酯单组分纤维。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质是一种非编织介质，它包含一种双组分纤维。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，双组分纤维包括一种聚酯、一种尼龙、一种聚烯烃或其中一种或多种的组合。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，双组分纤维基本上由一种核心/护套形态组成。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质进一步包含一种玻璃纤维。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质包含按重量计在约25%与75%之间的双组分纤维和按重量计在约75%与25%之间的玻璃纤维。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质、低蓬松度过滤介质或其两者在介质的整个一种或多种尺寸中包括渗透性、孔隙大小、纤维直径、纤维长度、纤维组成、效率、固体性、可湿性、耐化学性以及耐温度性中的一项或多项的梯度。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟到1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于98%的效率从一个空气流过滤空气负载的微粒。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟到1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于99%的效率从一个空气流过滤空气负载的微粒。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质在0.002psi下的固体性在约0.1%到3%之间。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质在0.125psi下的固体性在约4%到25%之间。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包在0.125psi下的厚度在约0.1mm到2cm之间。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包的基本重量在约25g/m²到500g/m²之间。在任何该第二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包的渗透性在约25m/min到500m/min之间。

3.第三实施例

本发明的一个第三实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了一种过滤器组合件，它包括一个滤筒外壳和第一实施例或第二实施例（单独或与在此列举以及第一实施例或第二实施例内进一步列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）的过滤包。

在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，其中滤筒外壳是一个实质上平面框架，它界定了过滤器元件的周长。在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳是一个圆柱形或锥形滤筒外壳，它具有围起该过滤介质包的环形支撑构件和线形支撑构件，并且进一步包括一个端盖。在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳包括一种金属、一种陶瓷、一种热塑性聚合物、一种热固性聚合物或其中一项或多项的一种合金、共混物或组合。在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤器组合件进一步包括一个或多个打孔支撑物。在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物是一种金属丝布、一种经过涂布的金属丝布、一种网形金属薄片、一种筛网、一种粗布或一种打孔薄片。在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一种金属、一种陶瓷、一种热塑性聚合物、一种热固性聚合物或其中一项或多项的一种合金、共混物或组合。在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个打孔支撑物，其中该一个打孔支撑物被安置在高蓬松度介质层与滤筒外壳的至少一部分之间。在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个打孔支撑物，其中该一个打孔支撑物至少与低蓬松度介质层接触。在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个第一打孔支撑物和一个第二打孔支撑物，其中第一打孔支撑物被安置在高蓬松度介质层与滤筒外壳的至少一部分之间并且第二打孔支撑物至少与低蓬松度介质层接触。在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个过滤介质包、打孔支撑物中的一个或多个、或过滤介质包和打孔支撑物中的一个或多个两者被打褶或开槽。在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包被打褶或开槽。在任何该第三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳被适配为配合一个涡轮驱动的螺旋桨飞机。

4.第四实施例

本发明的一个第四实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了一种过滤空气的方法，该方法包括在一个进气源与一个发动机之间安置一个过滤器组合件，该过滤器组合件包括一个滤筒外壳和第一实施例或第二实施例（单独或与在此列举以及第一实施例或第二实施例内进一步列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）的过滤包；和使负载有固体微粒的一个空气流从进气源通过该过滤器组合件流动并且进入发动机，其中负载的空气流的流速在约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间，并且其中过滤器组合件以大于94%的效率从进气源中过滤固体微粒。

在任何该第四实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质层是安置在进气源的上游侧上。在任何该第四实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，负载的空气流的流速在约500与1000英尺/分钟之间并且该过滤器组合件以大于98%的效率从进气源中过滤固体微粒。在任何该第四实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤器组合件以大于99%的效率从空气流过滤固体微粒。在任何该第四实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该方法进一步包括在安置之后和在所选粒子负载下清洗和干燥负载微粒的过滤器组合件并且重复该安置和流动，其中所组合的安置、流动、清洗以及干燥组成了一个使用循环。在任何该第四实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该清洗包括使自来水按照与负载空气流经过滤器元件的方向相反的方向通过该过滤器组合件流动。在任何该第四实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，清洗和干燥耗时小于10小时。在任何该第四实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，清洗和干燥耗时小于1小时。在任何该第四实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在2到100个使用循环后，过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率过滤空气负载的微粒。在任何该第四实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在15个使用循环后，过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率过滤空气负载的微粒。在任何该第四实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在15个使用循环后，过滤介质包能够在约720英尺/分钟的空气流的流速下以大于99%的效率过滤空气负载的微粒。

5.第五实施例

本发明的一个第五实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了一种过滤介质包，它包括：单一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度介质在0.002psi下的固体性是约0.1%到3%，基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是约40%到80%并且渗透性是约100到300m/min；和单一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度介质包含一种双组分纤维；该过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流速下以大于94%的效率过滤空气负载的微粒。

在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包的特征在于不存在添加到过滤介质包中的油。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.125psi与0.563psi之间的可压缩性是约10%到25%并且渗透性是约10到100m/min。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.125psi与0.563psi之间的可压缩性是约10%到25%并且渗透性是约10到100m/min。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质的平均孔隙大小是约50到100微米。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质是一种非编织介质，它包含一种聚酯单组分纤维。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质包含一种双组分纤维。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，双组分纤维包括一种聚酯、一种尼龙、一种聚烯烃或其中一种或多种的组合。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，双组分纤维基本上由一种核心/护套形态组成。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质进一步包含一种玻璃纤维。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质包含按重量计在约25%与75%之间的双组分纤维和按重量计在约75%与25%之间的玻璃纤维。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，玻璃纤维包括两种或更多种玻璃纤维来源的共混物。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟与1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于98%的效率过滤空气负载的微粒。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟与1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于98%的效率过滤空气负载的微粒。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质、低蓬松度过滤介质或其两者在介质的整个一种或多种尺寸中包括渗透性、孔隙大小、纤维直径、纤维长度、纤维组成、效率、固体性、可湿性、耐化学性以及耐温度性中的一项或多项的梯度。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质在0.002psi下的固体性是约0.1%到3%。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质在0.125psi下的固体性是约4%到25%。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2cm。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包的基本重量是约25g/m²到500g/m²。在任何该第五实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包的渗透性是约25m/min到500m/min。

6.第六实施例

本发明的一个第六实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了一种过滤介质包，它包括：单一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度介质在0.002psi下的固体性是约0.1%到3%，基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是约40%到80%并且渗透性是约100到300m/min；和单一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²；该过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流速下以大于94%的效率过滤空气负载的微粒。

在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包的特征在于不存在添加到过滤介质包中的油。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.125psi与0.563psi之间的可压缩性是约10%到25%并且渗透性是约10到100m/min。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.125psi与0.563psi之间的可压缩性是约10%到25%并且渗透性是约10到100m/min。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质的平均孔隙大小是约50到100微米。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质是一种非编织介质，它包含一种聚酯单组分纤维。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质包含一种双组分纤维。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，双组分纤维包括一种聚酯、一种尼龙、一种聚烯烃或其中一种或多种的组合。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，双组分纤维基本上由一种核心/护套形态组成。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质进一步包含一种玻璃纤维。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质包含按重量计在约25%与75%之间的双组分纤维和按重量计在约75%与25%之间的玻璃纤维。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，玻璃纤维包括两种或更多种玻璃纤维来源的共混物。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟与1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于98%的效率过滤空气负载的微粒。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟与1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于98%的效率过滤空气负载的微粒。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质、低蓬松度过滤介质或其两者在介质的整个一种或多种尺寸中包括渗透性、孔隙大小、纤维直径、纤维长度、纤维组成、效率、固体性、可湿性、耐化学性以及耐温度性中的一项或多项的梯度。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质在0.002psi下的固体性是约0.1%到3%。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质在0.125psi下的固体性是约4%到25%。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2cm。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包的基本重量是约25g/m²到500g/m²。在任何该第六实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包的渗透性是约25m/min到500m/min。

7.第七实施例

本发明的一个第七实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了过滤器组合件，它包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括单一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度过滤介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是约40%到80%并且渗透性是约100到300m/min；和单一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质包含一种双组分纤维，该过滤介质包的特征在于不存在添加到过滤介质包中的油，该过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率从一个空气流过滤微粒。

在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包的特征在于不存在添加到过滤介质包中的油。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳是一个实质上平面框架，它界定了过滤器元件的周长。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳是一个圆柱形或锥形滤筒外壳，它具有围起该过滤介质包的环形支撑构件和线形支撑构件，并且进一步包括一个端盖。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳包括一种金属、一种陶瓷、一种热塑性聚合物、一种热固性聚合物或其中一项或多项的一种合金、共混物或组合。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤器组合件进一步包括一个或多个打孔支撑物。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物是一种金属丝布、一种经过涂布的金属丝布、一种网形金属薄片、一种筛网、一种粗布或一种打孔薄片。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一种金属、一种陶瓷、一种热塑性聚合物、一种热固性聚合物或其中一项或多项的一种合金、共混物或组合。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个打孔支撑物，其中该打孔支撑物被安置在高蓬松度介质层与滤筒外壳的至少一部分之间。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个打孔支撑物，其中该打孔支撑物至少与低蓬松度介质接触。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个第一打孔支撑物和一个第二打孔支撑物，其中第一打孔支撑物被安置在高蓬松度介质与滤筒外壳的至少一部分之间并且第二打孔支撑物至少与低蓬松度介质接触。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包、打孔支撑物中的一个或多个或其组合被打褶或开槽。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包被打褶或开槽。在任何该第七实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳被适配为配合一个涡轮驱动的螺旋桨飞机。

8.第八实施例

本发明的一个第八实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了一种过滤器组合件，它包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括单一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度过滤介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是约40%到80%并且渗透性是约100到300m/min；和单一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，该过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率从一个空气流过滤微粒。

在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包的特征在于不存在添加到过滤介质包中的油。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳是一个实质上平面框架，它界定了过滤器元件的周长。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳是一个圆柱形或锥形滤筒外壳，它具有围起该过滤介质包的环形支撑构件和线形支撑构件，并且进一步包括一个端盖。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳包括一种金属、一种陶瓷、一种热塑性聚合物、一种热固性聚合物或其中一项或多项的一种合金、共混物或组合。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤器组合件进一步包括一个或多个打孔支撑物。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物是一种金属丝布、一种经过涂布的金属丝布、一种网形金属薄片、一种筛网、一种粗布或一种打孔薄片。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一种金属、一种陶瓷、一种热塑性聚合物、一种热固性聚合物或其中一项或多项的一种合金、共混物或组合。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个打孔支撑物，其中该打孔支撑物被安置在高蓬松度介质层与滤筒外壳的至少一部分之间。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个打孔支撑物，其中该打孔支撑物至少与低蓬松度介质接触。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个第一打孔支撑物和一个第二打孔支撑物，其中第一打孔支撑物被安置在高蓬松度介质与滤筒外壳的至少一部分之间并且第二打孔支撑物至少与低蓬松度介质接触。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包、打孔支撑物中的一个或多个或其组合被打褶或开槽。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包被打褶或开槽。在任何该第八实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳被适配为配合一个涡轮驱动的螺旋桨飞机。

9.第九实施例

本发明的一个第九实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了一种过滤空气的方法，该方法包括：在一个进气源与一个发动机之间安置一个过滤器组合件，该过滤器组合件包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括：单一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是约40%到80%并且渗透性是约100到300m/min；和单一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度介质包含一种双组分纤维；和使一个空气流从进气源通过该过滤器组合件流动并且进入发动机，其中空气流通过该过滤器组合件的流速在约500英尺/分钟与3000英尺/分钟之间，其中过滤器组合件以大于94%的效率从空气流过滤固体微粒。

在任何该第九实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质是安置在进气源的上游侧上。在任何该第九实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，空气流的流速在约500与1000英尺/分钟之间并且过滤器组合件以大于98%的效率从空气流过滤固体微粒。在任何该第九实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤器组合件以大于99%的效率从空气流过滤固体微粒。在任何该第九实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该方法进一步包括在安置之后和在所选粒子负载下清洗和干燥负载微粒的过滤器组合件并且重复该安置和流动，其中所组合的安置、流动、清洗以及干燥组成了一个使用循环。在任何该第九实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该清洗包括使自来水按照与空气流流经过滤器元件的方向相反的方向通过该过滤器组合件流动。在任何该第九实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，清洗和干燥耗时小于10小时。在任何该第九实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，清洗和干燥耗时小于1小时。在任何该第九实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在2到100个使用循环后，过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率从一个空气流过滤微粒。在任何该第九实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在15个使用循环后，过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率从一个空气流过滤微粒。在任何该第九实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在15个使用循环后，过滤介质包能够在约720英尺/分钟的空气流的流速下以大于99%的效率从一个空气流过滤微粒。

10.第十实施例

本发明的一个第十实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了一种过滤空气的方法，该方法包括：在一个进气源与一个发动机之间安置一个过滤器组合件，该过滤器组合件包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括：单一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是约40%到80%并且渗透性是约100到300m/min；和单一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²；和使一个空气流从进气源通过该过滤器组合件流动并且进入发动机，其中空气流通过过滤器组合件的流速在约500英尺/分钟与3000英尺/分钟之间，其中过滤器组合件以大于94%的效率从空气流过滤固体微粒。

在任何该第十实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质是安置在进气源的上游侧上。在任何该第十实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，空气流的流速在约500与1000英尺/分钟之间并且过滤器组合件以大于98%的效率从空气流过滤固体微粒。在任何该第十实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤器组合件以大于99%的效率从空气流过滤固体微粒。在任何该第十实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该方法进一步包括在安置之后和在所选粒子负载下清洗和干燥负载微粒的过滤器组合件并且重复该安置和流动，其中所组合的安置、流动、清洗以及干燥组成了一个使用循环。在任何该第十实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该清洗包括使自来水按照与空气流流经过滤器元件的方向相反的方向通过该过滤器组合件流动。在任何该第十实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，清洗和干燥耗时小于10小时。在任何该第十实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，清洗和干燥耗时小于1小时。在任何该第十实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在2到100个使用循环后，过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率从一个空气流过滤微粒。在任何该第十实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在15个使用循环后，过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率从一个空气流过滤微粒。在任何该第十实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在15个使用循环后，过滤介质包能够在约720英尺/分钟的空气流的流速下以大于99%的效率从一个空气流过滤微粒。

11.第十一实施例

本发明的一个第十一实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了一种过滤介质包，它包括单一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度介质包括一种非编织单组分聚酯纤维，该高蓬松度介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是约40%到80%，渗透性是约100到300m/min并且在0.002psi下的固体性是约0.1%到3%；和单一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度介质包含一种玻璃纤维和基本上由聚酯、尼龙或其组合组成的一种核心/护套双组分纤维，该过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率从一个空气流过滤微粒。

在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包的特征在于不存在添加到过滤介质包中的油。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.125psi与0.563psi之间的可压缩性是约10%到25%并且渗透性是约10到100m/min。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质的平均孔隙大小是约50到100微米。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质包含按重量计在约25%与75%之间的双组分纤维和按重量计在约75%与25%之间的玻璃纤维。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度介质包含按重量计约50%的双组分纤维和按重量计约50%的玻璃纤维。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，双组分纤维基本上由聚酯组成。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，双组分核心是由聚(对苯二甲酸乙二醇酯)组成并且双组分护套是由一种聚(对苯二甲酸乙二醇酯)共聚物组成。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，玻璃纤维包括两种或更多种玻璃纤维来源的共混物。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，其中过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟与1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于98%的效率从一个空气流过滤微粒。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟与1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于99%的效率从一个空气流过滤微粒。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质、低蓬松度过滤介质或其两者在介质的整个一种或多种尺寸中包括渗透性、孔隙大小、纤维直径、纤维长度、纤维组成、效率、固体性、可湿性、耐化学性以及耐温度性中的一项或多项的梯度。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，低蓬松度过滤介质在0.125psi下的固体性是约4%到25%。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包在0.125psi下的厚度是约0.1mm到2cm。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包的基本重量是约25g/m²到500g/m²。在任何该第十一实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，介质包的渗透性是约25m/min到500m/min。

12.第十二实施例

本发明的一个第十二实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了一种过滤器组合件，它包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括单一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度介质包含一种非编织单组分聚酯纤维，该高蓬松度介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是约40%到80%并且渗透性是约100到300m/min，并且在0.002psi下的固体性是约0.1%到3%；和单一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度介质包括一种玻璃纤维和基本上由聚酯、尼龙或其组合组成的一种核心/护套双组分纤维；该过滤介质包的特征在于不存在添加到过滤介质包中的油，该过滤介质包能够在介于约100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94%的效率从一个空气流过滤微粒。

在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳是一个实质上平面框架，它界定了过滤器元件的周长。在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳是一个圆柱形或锥形滤筒外壳，它具有围起该过滤介质包的环形支撑构件和线形支撑构件，并且进一步包括一个端盖。在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳包括一种金属、一种陶瓷、一种热塑性聚合物、一种热固性聚合物或其中一项或多项的一种合金、共混物或组合。在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤器组合件进一步包括一个或多个打孔支撑物。在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物是一种金属丝布、一种经过涂布的金属丝布、一种网形金属薄片、一种筛网、一种粗布或一种打孔薄片。在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一种金属、一种陶瓷、一种热塑性聚合物、一种热固性聚合物或其中一项或多项的一种合金、共混物或组合。在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个打孔支撑物，其中该一个打孔支撑物被安置在高蓬松度介质与滤筒外壳的至少一部分之间。在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个打孔支撑物，其中该一个打孔支撑物至少与低蓬松度介质接触。在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该一个或多个打孔支撑物包括一个第一打孔支撑物和一个第二打孔支撑物，其中第一打孔支撑物被安置在高蓬松度介质与滤筒外壳的至少一部分之间并且第二打孔支撑物至少与低蓬松度介质接触。在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包、一个或多个打孔支撑物或其组合被打褶或开槽。在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包被打褶或开槽。在任何该第十二实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，滤筒外壳被适配为配合一个涡轮驱动的螺旋桨飞机。13.第十三实施例

本发明的一个第十三实施例（单独或与本章节中或在此其他地方所列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）涵盖了一种过滤空气的方法，该方法包括：在一个进气源与一个发动机之间安置一个过滤器组合件，该过滤器组合件包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括：单一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度介质包含一种非编织单组分聚酯纤维，该高蓬松度介质的基本重量是约40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是约0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是约40%到80%并且渗透性是约100到300m/min，并且在0.002psi下的固体性是约0.1%到3%；和单一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度介质包括一种玻璃纤维和基本上由聚酯、尼龙或其组合组成的一种核心/护套双组分纤维；和使一个空气流从进气源通过该过滤器组合件流动并且进入发动机，其中空气流通过该过滤器组合件的流速在约500英尺/分钟与1000英尺/分钟之间，其中过滤器组合件以大于98%的效率从空气流过滤固体微粒。

在任何该第十三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤介质包的特征在于不存在添加到过滤介质包中的油。在任何该第十三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，高蓬松度过滤介质层是安置在进气源的上游侧上。在任何该第十三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，空气流的流速是在约600与800英尺/分钟之间。在任何该第十三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，过滤器组合件以大于99%的效率从空气流过滤固体微粒。在任何该第十三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该方法进一步包括在安置之后和在所选粒子负载下清洗和干燥负载微粒的过滤器组合件并且重复该安置和流动，其中所组合的安置、流动、清洗以及干燥组成了一个使用循环。在任何该第十三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，该清洗包括使自来水按照与空气流的方向相反的方向通过该过滤器组合件流动。在任何该第十三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，清洗和干燥耗时小于10小时。在任何该第十三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，清洗和干燥耗时小于1小时。在任何该第十三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在2到100个使用循环后，过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟与1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于98%的效率从一个空气流过滤微粒。在任何该第十三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在15个使用循环后，过滤介质包能够在介于约500英尺/分钟与1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于98%的效率从一个空气流过滤微粒。在任何该第十三实施例（单独或与在此列举的任何其他实施例或实施例组合的组合）中，在15个使用循环后，过滤介质包能够在介于约600英尺/分钟与800英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于99%的效率从一个空气流过滤微粒。

实验部分

实例1

高蓬松度介质是从印第安纳州（IN）密歇根城（Michigan City）的纤维粘合公司（Fiberbond Corp.）获得的EM 7558。EM 7558的基本重量是约62g/m²，厚度是约4.3-5.8mm（0.002psi压力）并且渗透性是约183m/min。

低蓬松度介质是在一台倾斜式成丝机上使用一种湿式沉降工艺形成的。通过将50%干燥质量的Advansa 271P双组分纤维（2.0旦或14.3μm，6mm纤维长度；按重量计50%的PET核心、按重量计50%的共PET护套；护套熔融温度110℃；来自特拉华州威明顿的杜邦公司）和50%干燥质量的Lauscha B50玻璃微纤维（硼硅玻璃，d2平均值2.5μm，来自南卡罗来纳州萨默维尔的洛夏纤维国际公司）分散于水中伴随剧烈混合来形成浆料或配料。使用一个多槽进给器将浆料施用于倾斜式成丝机以形成和干燥介质并且使纤维熔融融合。干燥和熔融融合是使用罐装式干燥器完成。未对干燥罐施用硅酮脱模剂。使用这种工艺形成的低蓬松度介质的基本重量是约65g/m²，在0.125psi下的厚度是0.58mm并且在1.5psi下的厚度是0.48mm，或者可压缩性是17%（0.125到1.5psi）并且渗透性是53.3m/min。

金属丝筛网是从纽约州（NY）新罗谢尔（New Rochelle）的杰拉德丹尼尔公司（Gerard Daniel&Co.,Inc.）获得并且是不锈钢316型，它的金属丝直径是0.009英寸并且具有16×16个筛孔。将单一层的低蓬松度介质和单一层的高蓬松度介质安置在金属丝筛网的两个层之间。使用一个刀片打褶器将介质层和金属丝筛网层一起打褶，从而形成褶皱高度是1.25英寸的褶皱并且每英寸（ppi）间距有三个褶皱。所计算的有效过滤面积是过滤介质的打褶的组合的一个12英寸×12英寸部分并且筛网是7.5ft²。在打褶后，制成过滤器组合件。打褶的组合被垂直安置（其中褶皱也垂直安置）于一个铝框架中，并且使用一种可固化液态环氧树脂粘合剂使其牢固地附着到该铝框架上。由此形成的过滤器组合件的进口侧尺寸是12英寸×12英寸，或有效过滤面积是7.5ft²。

使用以上概述的程序制造九个过滤器组合件；过滤器组合件被标记成1A-1I。对于7.5平方英尺的有效过滤面积，过滤面积是1平方英尺。

实例2

针对初始压降和初始负载效率测试这些过滤器组合件1A-1I。用于进行所有测量的测试器具配置如下。初始（最外部）半径是14.5英寸并且最终（最内部）半径是6英寸的气旋形入口经过适配在最外部半径部分附接到一个受控的空气流来源上；最内部半径部分经过附接并且转变成正方形管道，它的横截面积是12英寸×12英寸。在靠近气旋入口安置的管道上游区域进行进气流速的测量。管道上游区域的下游是接收区域，它被适配为配合如实例1中所描述的12英寸×12英寸过滤器组合件，使得接收区域内的一个过滤器组合件实质上跨越管道横截面按照引起流经管道的气流通过该过滤器元件流动的方式安置。单个反絮凝离心机（它的设计展示于国际标准ISO 5011:2000(E)，“内燃机和压缩机的进口空气净化设备-性能测试（Inlet air cleaning equipment for internal combustion enginesand compressors-Performance testing）”,ISO 2000中第25页的图B.2中）被定位于测试器具中的气流中心和接收区域上游20英寸处。在靠近接收区域安置的管道下游区域进行离开该接收区域的空气流速的测量。下游区域的更下游转变成环状出口，它的直径是10英寸。

除非在此另外指出，否则将过滤器组合件1A-1I每次一个安装在测试器具中并且在可应用时使用ISO5011:2000(E)中阐述的用于单级过滤器的方案进行测试。在所有测试中，高蓬松度过滤介质层均位于测试器具中的上游侧面上。

在以下流经测试器具的速率（fpm（m/min））下测量压降（分压测试），表示为ΔP（单位是英寸H₂O）：123（37.5）、238（72.5）、359（109.4）、483（147.2）、597（182）、720（219.5）、838（255.4）以及956（291.4）。表1展示在720fpm下测量的压降值。

在整个测试中，通过在每分钟0.2g/m³的速率和720的空气流速（对应于20.39scmm（scmm是标准立方米/分钟，其中“标准立方米”意思指在1.01325巴大气压力和15℃温度下的一立方米气体））下进给ISO细粉尘（如ISO 5011:2000(E)中定义）来测量效率（%）。粉尘浓度是0.0056g/fpm。按照约4.1g/min的总量进给粉尘。在进给第一批约20g粉尘后进行初始效率测量。在粉尘负载足以引起12英寸H₂O最终压降后进一步计算效率测量值（表示为在ΔP=12英寸H₂O下%）并且在ΔP=25英寸H₂O下再次计算。

表1展示如针对过滤器组合件1A-1I测量的初始压降和效率值。

表1.针对过滤器组合件1A-1I的平均初始压降和效率值。

实例3

按实例1中所描述形成和装配三个过滤器组合件。这些过滤器组合件被标记成2A、2B以及2C并且经受使用循环测试。在每一个使用循环中，一个过滤器组合件按实例2中所描述负载粉尘，其中在每次负载之间彻底清洗每个元件。清洗是通过在一个水槽中使用自来水冲洗过滤器组合件来完成；水从出口侧流到进口侧并且持续直到观察到流出物变澄清。接着将潮湿的过滤器组合件置于一个桶上进行滴干直到停止滴水。接着将过滤器组合件称重并且安装到测试器具中，其中气流设定为720fpm。每隔15分钟取出过滤器组合件并且重新称重。重复这些步骤直到观察到过滤器组合件的重量不再变化。总体上，需要重复两次到五次以达到恒定重量。

使用实例2中描述的程序并且按实例2中所描述在720fpm下，在每次负载、清洁以及干燥循环后测量初始压降、初始效率、在12英寸H₂O压降下的效率以及在25英寸H₂O压降下的效率。在每个使用循环中，在完成在25英寸H₂O下的测量后清洗该过滤器组合件。表2展示在15个使用循环中的每一个内针对过滤器组合件3A-3C计算的负载能力、在25英寸H₂O下的每个过滤器组合件负载的粉尘（克）以及效率值。第一组值（即，针对使用循环号1的测量值）是使用以前未使用的过滤器组合件获得的。

表2.在15个使用循环内在720fpm下针对过滤器组合件2A-2C的初始压降、在25英寸压降下的过滤器组合件增加的重量以及效率%测量值。

实例4

根据实例1中描述的程序形成和装配九个过滤器组合件。这些过滤器组合件被标记成3A-3I。除了所有测量是在2700fpm而不是720fpm下进行以外，过滤器组合件3A-3I经受与实例2中所描述相同的程序。粉尘进给速率是15.3g/min。所得测量的值展示于表3中。

表3.针对过滤器组合件3A-3I的平均初始压降和效率值。

实例5

根据实例1中描述的程序形成和装配三个过滤器组合件。这些过滤器组合件被标记成4A-4C。除了所有测量是在2700fpm而不是720fpm下进行以外，过滤器组合件4A-4C经受与实例3中所描述相同的程序。粉尘进给速率是15.3g/min。所得测量的值展示于表4中。

表4.在2700fpm下针对过滤器组合件4A-4C的初始压降、在25英寸压降下的过滤器组合件增加的重量以及效率%测量值。

本发明可以适当地包括所披露或所述元件中的任一种、由所披露或所述元件中的任一种组成或基本上由所披露或所述元件中的任一种组成。在此示意性披露的本发明可以适当地在不存在任何在此未具体披露的元件时实践。上述不同实施例是仅作为说明提供并且不应被理解为限制附加于此的权利要求书。应认识到，可以不依据在此说明和描述的实例实施例和应用并且在不偏离随附权利要求书的真实精神和范围的情况下作出不同修改和改变。

Claims (55)

1.一种过滤介质包，包括一层的一种高蓬松度过滤介质和一层的一种低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质包含双组分纤维，其中该过滤介质包能够在介于100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94％的效率从一个空气流过滤空气负载的微粒；

其中所述的高蓬松度过滤介质指在0.002psi下具有0.1％到3％固体性的过滤介质；所述的低蓬松度过滤介质指在0.125psi下具有4％到25％固体性的过滤介质。

2.一种过滤介质包，包括一层的一种高蓬松度过滤介质和一层的一种低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质的基本重量在40g/m²到75g/m²之间，并且其中该过滤介质包能够在介于100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94％的效率从一个空气流过滤空气负载的微粒；

其中所述的高蓬松度过滤介质指在0.002psi下具有0.1％到3％固体性的过滤介质；所述的低蓬松度过滤介质指在0.125psi下具有4％到25％固体性的过滤介质。

3.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该过滤介质包的特征在于不存在添加至该过滤介质包中的油。

4.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该高蓬松度过滤介质包括一种非编织介质。

5.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该高蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质的基本重量在40g/m²到75g/m²之间，在0.002psi下的厚度在0.1mm到2cm之间，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性在40％到80％之间并且渗透性在100到300m/min之间。

6.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质。

7.如权利要求2所述的过滤介质包，其中该低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质在0.125psi下的厚度在0.1mm到2mm之间，在0.125psi与0.563psi之间的可压缩性在10％到25％之间并且渗透性在10到100m/min之间。

8.如权利要求1所述的过滤介质包，其中该低蓬松度过滤介质包括一种非编织介质，该非编织介质的基本重量在40g/m²到75g/m²之间，在0.125psi下的厚度在0.1mm到2mm之间，在0.125psi与0.563psi之间的可压缩性在10％到25％之间并且渗透性在10到100m/min之间。

9.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该低蓬松度过滤介质的平均孔隙大小在50到100微米之间。

10.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该低蓬松度过滤介质在0.125psi下的固体性是4％到10％。

11.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该高蓬松度过滤介质是包含一种聚酯单组分纤维的一种非编织介质。

12.如权利要求2所述的过滤介质包，其中该低蓬松度过滤介质是包含一种双组分纤维的一种非编织介质。

13.如权利要求1或12所述的过滤介质包，其中该双组分纤维包括一种聚酯、一种尼龙、一种聚烯烃或其组合。

14.如权利要求1或12所述的过滤介质包，其中该双组分纤维由一种核心/护套形态组成。

15.如权利要求1或12所述的过滤介质包，其中该低蓬松度过滤介质进一步包含一种玻璃纤维。

16.如权利要求15所述的过滤介质包，其中该低蓬松度过滤介质包含按重量计在25％与75％之间的该双组分纤维和按重量计在75％与25％之间的该玻璃纤维。

17.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该高蓬松度过滤介质、该低蓬松度过滤介质，或这两者在该介质的整个一种或多种尺寸中，包括以下一项或多项的梯度：渗透性、孔隙大小、纤维直径、纤维长度、纤维组成、效率、固体性、可湿性、耐化学性以及耐温度性。

18.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该过滤介质包能够在介于500英尺/分钟到1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于98％的效率从一个空气流过滤空气负载的微粒。

19.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该过滤介质包能够在介于500英尺/分钟到1000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于99％的效率从一个空气流过滤空气负载的微粒。

20.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该介质包在0.125psi下的厚度在0.1mm到2cm之间。

21.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该介质包的基本重量在25g/m²到500g/m²之间。

22.如权利要求1或2所述的过滤介质包，其中该介质包的渗透性在25m/min到500m/min之间。

23.一种过滤器组合件，包括

a)一个滤筒外壳；和

b)如权利要求1至22中任一项所述的过滤介质包。

24.如权利要求23所述的过滤器组合件，其中该滤筒外壳是一个实质上的平面框架，它定义了该过滤器组合件的周长。

25.如权利要求23或24所述的过滤器组合件，其中该滤筒外壳是一个圆柱形或锥形滤筒外壳，该圆柱形或锥形滤筒外壳具有围起该过滤介质包的环形支撑构件和线形支撑构件，并且进一步包括一个端盖。

26.如权利要求23所述的过滤器组合件，其中该滤筒外壳包括一种金属、一种陶瓷、一种热塑性聚合物、一种热固性聚合物或其金属合金、共混物或组合。

27.如权利要求23所述的过滤器组合件，进一步包括一个或多个打孔支撑物。

28.如权利要求27所述的过滤器组合件，其中该一个或多个打孔支撑物是一种金属丝布、一种经过涂覆的金属丝布、一种网形金属薄片、一种筛网、一种粗布或一种打孔薄片。

29.如权利要求27所述的过滤器组合件，其中该一个或多个打孔支撑物包括一种金属、一种陶瓷、一种热塑性聚合物、一种热固性聚合物或其金属合金、共混物或组合。

30.如权利要求27所述的过滤器组合件，其中该一个或多个打孔支撑物包括一个打孔支撑物，其中该一个打孔支撑物被安置在该高蓬松度过滤介质层与该滤筒外壳的至少一部分之间。

31.如权利要求27所述的过滤器组合件，其中该一个或多个打孔支撑物包括一个打孔支撑物，其中该一个打孔支撑物至少与该低蓬松度过滤介质层接触。

32.如权利要求27所述的过滤器组合件，其中该一个或多个打孔支撑物包括一个第一打孔支撑物和一个第二打孔支撑物，其中该第一打孔支撑物被安置在该高蓬松度过滤介质层与该滤筒外壳的至少一部分之间并且该第二打孔支撑物至少与该低蓬松度过滤介质层接触。

33.如权利要求27所述的过滤器组合件，其中该一个过滤介质包、这些打孔支撑物中的一个或多个、或者该过滤介质包与这些打孔支撑物中的一个或多个两者被打褶或开槽。

34.如权利要求23所述的过滤器组合件，其中该过滤介质包被打褶或开槽。

35.如权利要求23所述的过滤器组合件，其中该滤筒外壳被适配为配合一个涡轮驱动的螺旋桨飞机。

36.一种过滤空气的方法，该方法包括

a)在一个进气源与一个发动机之间安置一个过滤器组合件，该过滤器组合件包括

i)一个滤筒外壳；和

ii)如权利要求1至22中任一项所述的过滤介质包；并且

b)使负载有固体微粒的一个空气流从该进气源通过该过滤器组合件流动并且进入该发动机，其中该负载的空气流的流速在100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间，其中该过滤器组合件以大于94％的效率过滤来自该进气源的固体微粒。

37.如权利要求36所述的方法，其中该高蓬松度过滤介质层被安置在该进气源的上游侧上。

38.如权利要求36或37所述的方法，其中该负载的空气流的流速在500与1000英尺/分钟之间并且该过滤器组合件以大于98％的效率过滤来自该进气源的这些固体微粒。

39.如权利要求36所述的方法，其中该过滤器组合件以大于99％的效率从该空气流过滤固体微粒。

40.如权利要求36所述的方法，进一步包括在该安置之后和在所选粒子负载下清洗和干燥该负载微粒的过滤器组合件并且重复该安置和该流动，其中所组合的安置、流动、清洗以及干燥组成了一个使用循环。

41.如权利要求40所述的方法，其中该清洗包括使自来水按照与负载空气流经该过滤器组合件的方向相反的方向通过该过滤器组合件流动。

42.如权利要求40所述的方法，其中该清洗和该干燥耗时小于10小时。

43.如权利要求40所述的方法，其中该清洗和该干燥耗时小于1小时。

44.如权利要求40所述的方法，其中在2到100个使用循环后，该过滤介质包能够在介于100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94％的效率过滤空气负载的微粒。

45.如权利要求40所述的方法，其中在15个使用循环后，该过滤介质包能够在介于100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94％的效率过滤空气负载的微粒。

46.如权利要求40所述的方法，其中在15个使用循环后，该过滤介质包能够在720英尺/分钟的空气流的流速下以大于99％的效率过滤空气负载的微粒。

47.一种过滤介质包，包括：

a)一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度过滤介质在0.002psi下的固体性是0.1％到3％，基本重量是40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是40％到80％并且渗透性是100到300m/min；和

b)一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质包含一种双组分纤维；

该过滤介质包能够在介于100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流速下以大于94％的效率过滤空气负载的微粒；

其中所述的低蓬松度过滤介质指在0.125psi下具有4％到25％固体性的过滤介质。

48.一种过滤介质包，包括：

a)一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度过滤介质在0.002psi下的固体性是0.1％到3％，基本重量是40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是40％到80％并且渗透性是100到300m/min；和

b)一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质的基本重量是40g/m²到75g/m²；

该过滤介质包能够在介于100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流速下以大于94％的效率过滤空气负载的微粒；

其中所述的低蓬松度过滤介质指在0.125psi下具有4％到25％固体性的过滤介质。

49.一种过滤器组合件，包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括

a)一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度过滤介质的基本重量是40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是40％到80％并且渗透性是100到300m/min；和

b)一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质包含一种双组分纤维，

该过滤介质包能够在介于100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94％的效率从一个空气流过滤微粒；

其中所述的高蓬松度过滤介质指在0.002psi下具有0.1％到3％固体性的过滤介质；所述的低蓬松度过滤介质指在0.125psi下具有4％到25％固体性的过滤介质。

50.一种过滤器组合件，包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括

a)一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度过滤介质的基本重量是40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是40％到80％并且渗透性是100到300m/min；和

b)一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质的基本重量是40g/m²到75g/m²，

该过滤介质包能够在介于100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94％的效率从一个空气流过滤微粒；

其中所述的高蓬松度过滤介质指在0.002psi下具有0.1％到3％固体性的过滤介质；所述的低蓬松度过滤介质指在0.125psi下具有4％到25％固体性的过滤介质。

51.一种过滤空气的方法，该方法包括

a)在一个进气源与一个发动机之间安置一个过滤器组合件，该过滤器组合件包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括

i)一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度过滤介质的基本重量是40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是40％到80％并且渗透性是100到300m/min，和

ii)一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质包含一种双组分纤维；并且

b)使一个空气流从该进气源通过该过滤器组合件流动并且进入该发动机，其中通过该过滤器组合件的该空气流的流速在500英尺/分钟与3000英尺/分钟之间，其中过滤器组合件以大于94％的效率从该空气流过滤固体微粒；

其中所述的高蓬松度过滤介质指在0.002psi下具有0.1％到3％固体性的过滤介质；所述的低蓬松度过滤介质指在0.125psi下具有4％到25％固体性的过滤介质。

52.一种过滤空气的方法，该方法包括

a)在一个进气源与一个发动机之间安置一个过滤器组合件，该过滤器组合件包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括

i)一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度过滤介质的基本重量是40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是40％到80％并且渗透性是100到300m/min，和

ii)一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质的基本重量是40g/m²到75g/m²；并且

b)使一个空气流从该进气源通过该过滤器组合件流动并且进入该发动机，其中通过该过滤器组合件的该空气流的流速在500英尺/分钟与3000英尺/分钟之间，其中过滤器组合件以大于94％的效率从该空气流过滤固体微粒；

其中所述的高蓬松度过滤介质指在0.002psi下具有0.1％到3％固体性的过滤介质；所述的低蓬松度过滤介质指在0.125psi下具有4％到25％固体性的过滤介质。

53.一种过滤介质包，包括

a)一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度过滤介质包含一种非编织单组分聚酯纤维，该高蓬松度过滤介质的基本重量是40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是40％到80％，渗透性是100到300m/min并且在0.002psi下固体性是0.1％到3％；和

b)一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质包含一种玻璃纤维和由聚酯、尼龙或其组合组成的一种核心/护套双组分纤维，

该过滤介质包的特征在于不存在添加到该过滤介质包中的油，该过滤介质包能够在介于100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94％的效率从一个空气流过滤微粒；

其中所述的低蓬松度过滤介质指在0.125psi下具有4％到25％固体性的过滤介质。

54.一种过滤器组合件，包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括

a)一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度过滤介质包含一种非编织单组分聚酯纤维，该高蓬松度过滤介质的基本重量是40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是40％到80％，并且渗透性是100到300m/min并且在0.002psi下固体性是0.1％到3％；和

b)一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质包含一种玻璃纤维和由聚酯、尼龙或其组合组成的一种核心/护套双组分纤维；

该过滤介质包能够在介于100英尺/分钟与3000英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94％的效率从一个空气流过滤微粒；

其中所述的低蓬松度过滤介质指在0.125psi下具有4％到25％固体性的过滤介质。

55.一种过滤空气的方法，该方法包括

a)在一个进气源与一个发动机之间安置一个过滤器组合件，该过滤器组合件包括一个滤筒外壳和一个过滤介质包，该过滤介质包包括

i)一层的一种非编织高蓬松度过滤介质，该高蓬松度过滤介质包含一种非编织单组分聚酯纤维，该高蓬松度过滤介质的基本重量是40g/m²到75g/m²，在0.002psi下的厚度是0.1mm到2cm，在0.002psi与0.3psi之间的可压缩性是40％到80％，并且渗透性是100到300m/min并且在0.002psi下固体性是0.1％到3％；和

ii)一层的一种非编织低蓬松度过滤介质，该低蓬松度过滤介质包含一种玻璃纤维和由聚酯、尼龙或其组合组成的一种核心/护套双组分纤维；并且

b)使一个空气流从该进气源通过该过滤器组合件流动并且进入该发动机，其中通过该过滤器组合件的该空气流的流速在500英尺/分钟与1000英尺/分钟之间，其中过滤器组合件以大于98％的效率从该空气流过滤固体微粒；

其中所述的低蓬松度过滤介质指在0.125psi下具有4％到25％固体性的过滤介质。