CN105658303A - 用于褶状过滤介质的支撑结构和方法 - Google Patents

用于褶状过滤介质的支撑结构和方法 Download PDF

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Abstract

用于褶状介质构造的内部空间的支撑结构可操作地定向在内部空间中并且在结构上支撑介质。支撑结构可以直接通过内部空间的最内部60％。支撑结构可以具有不超过80％的空穴空间。支撑结构可以无内衬并且沿非曲线路径延伸。支撑结构可包括多孔材料的第一片材和第二片材。至少第一支架构造将第一片材和第二片材固定在一起并且呈间隔开的相对的关系。支撑结构可包括褶状构造，所述褶状构造具有褶皱相对于褶状过滤介质的褶皱的方向以非平行且成角度的方向延伸。支撑结构可以是模制的间隔件。

Description

用于褶状过滤介质的支撑结构和方法
本申请是申请日为2014年10月23日的PCT国际专利申请，并要求了申请日为2013年10月24日的美国临时专利申请SerialNo.61/895,197的优先权，该申请的主题以其全文形式被援引加入本文。
技术领域
本发明涉及管状构造的褶状介质的支撑结构。具体的说，本发明涉及具有褶状介质的过滤元件的多孔支撑结构、构造的方法和使用的方法。
背景技术
褶状介质的过滤元件通常被设置成管状构造。“管状”一词意指闭合环，其可以是圆形、非圆形、卵形、椭圆形等等。过滤元件可用于多种应用，仅举几个例子而言，例如清洁压缩机的空气进气口、或过滤集尘器中的空气。在很多情况，待过滤的流体从外部流过褶皱，并进入管状构造的开口的内部空间。在很多情况，希望从过滤元件的内部空间中支撑褶状介质，以便阻止褶皱在内部空间中自身压扁/坍塌(collapse)。当管状构造是卵形或椭圆形时，由于介质构造的截面形状的几何形状，褶皱自身坍塌/压扁的问题更是一个问题。
在过滤器内部中支撑过滤介质的一种通常的方法包括使用内过滤衬垫。内过滤衬垫通常由金属制成并且是多孔的或者多孔以允许流体从中流过。也有使用非金属作为内衬。
在一些这些过滤器作业的环境中，由于机器例如发电机、鼓风机或发动机的运行，环境是嘈杂的。一些过滤器结构由于空气流速、过滤器设置等产生额外的噪音。
希望在介质支撑和/或在减少噪音方面进行改进。
发明内容
根据本发明的原理，提供了一种过滤元件。所述过滤元件包括限定内部空间的褶状过滤介质的构造。第一和第二相对的端盖被固定至过滤介质的相对端。支撑结构支撑过滤介质并且可操作地定向在内部空间中。
支撑结构可以桥接于褶状过滤介质的相对表面之间或在褶状过滤介质的相对表面之间延伸，并且直接穿过内部空间的最内部60％。
支撑结构可具有不大于80％的空穴空间。
支撑结构可以没有内衬。
支撑结构可以在褶状介质的相对表面之间以非曲线路径延伸。
支撑结构可包括褶状构造，所述褶状构造的褶皱相对于褶状过滤介质的褶皱的方向以非平行且成角度的方向延伸，其中它可操作地定向在内部空间中。
在一个或多个示例实施例中，褶状构造相对于褶状过滤介质的褶皱的方向以80-100度角延伸。
在一个或多个示例实施例中，褶状构造的褶皱相对于褶状过滤介质的褶皱的方向大约垂直延伸。
在示例实施例中，褶状构造可包括半刚性的褶状筛网(screen)。
支撑结构可包括定向抵靠内部空间中的过滤介质的至少多孔材料的第一壁。支撑结构可包括至少多孔材料的第二壁，所述第二壁与第一壁间隔且相对，并且定向抵靠内部空间中的过滤介质。第一壁和第二壁可以按间隔开的相对的关系固定在一起。
在间隔件的第一和第二壁上的作用力相等且相反。
在一些方面，支撑结构可以在第一和第二端盖之间延伸整个长度。可替换地，支撑结构可以延伸小于第一和第二端盖之间的整个长度。
在一些方面，支撑结构还包括至少多孔材料的第三壁。第三壁在第一壁和第二壁之间并与第一壁和第二壁间隔开，并且第三壁固定至第一壁和第二壁。
在一些方面，第一壁通过波纹状材料固定至第三壁，而第三壁通过波纹状材料固定至第二壁。
支撑结构可包括多个模制的间隔件。
在一个或更多个实施例中，模制的间隔件可以彼此间隔开。
在一个或更多个实施例中，模制的间隔件可以相对于褶状介质的褶皱的方向以非零和非垂直角度成角度。
在一些实施例中，模制的间隔件可以相对于褶状过滤介质的褶皱的方向成30-150度的角度。
在一些示例中，模制的间隔件可以相对于褶状介质的褶皱的方向成100-140度的角度。
间隔件可包括模制的聚氨酯。
在一个或更多个实施例中，存在至少两个具有不同长度的间隔件。
在一个或更多个实施例中，每个间隔件具有固定至褶状介质的内表面的第一壁，和与第一壁相对固定至褶状介质的相对的内表面的第二壁。
在一个或更多个示例实施例中，间隔件的第二壁包括至少一个扇形形状。
在一些示例方面，支撑结构固定至至少第二端盖。
在示例方面，褶状过滤介质是非圆形的并且可以是矩形、卵形或椭圆形。
在示例方面，支撑结构具有矩形的截面外周形状。
根据本发明的原理，提供了一种过滤的方法。所述方法包括提供过滤元件，所述过滤元件具有管状构造的褶状过滤介质，限定开口的内部空间和固定至过滤介质的相对端的第一和第二相对的端盖。所述方法包括引导流体流过褶状介质并进入内部空间。在流体流过褶状过滤介质时，所述方法包括通过利用定向在内部空间中的支撑结构支撑过滤介质，以阻止过滤介质坍塌在一起。
根据本发明的原理，提供了用于管状构造的褶状介质的内部空间的支撑结构。所述支撑结构包括至少第一片材的材料和第二片材的材料。第一片材和第二片材的每一个是多孔的，以允许流体从其流过。至少第一支架构造的材料将第一片材和第二片材固定在一起，并且呈间隔开的相对的关系。第一支架构造是多孔的，以允许流体从其流过。
在一些方面，第一支架构造包括第一波纹状片材。
在一些方面，还有第三片材的材料，其是多孔的，以允许流体从其流过。至少第二支架构造的材料以间隔的相对的关系将第三片材固定至第二片材，并且如同第一片材位于第二片材的相对侧。第二支架构造是多孔的，以允许流体从其流过。
在示例方面，支撑结构包括纤维素。
应当指出，并非本文所述的所有特定特征均需要被结合到结构中，以使结构具有本发明的一些选定的优点。
附图说明
图1是根据本发明的原理构造的支撑结构的一个实施例的透视图；
图2是图1的部分A-A的放大图；
图3是根据本发明的原理构造的图1的支撑结构可操作地组装在管状构造的褶状介质中的透视图；
图4是图3的部分B-B的放大图；
图5是具有根据本发明原理构造的支撑结构的一个示例过滤元件的正视图；
图6是图5的过滤元件的上部部分的放大图；
图7是图5和图6的过滤元件的俯视图，其中可以看到支撑结构可操作地定向在开口的过滤器内部中；
图8是根据本发明原理构造的图1的支撑结构可操作地组装在管状构造的褶状介质中的透视图；
图9是图8的部分C-C的放大图；
图10是根据本发明原理构造的用于管状构造的褶状介质的支撑结构的另一实施例的分解透视图；
图11是图10的部分D-D的放大图；
图12是类似于图7的视图，但过滤元件具有图10的支撑结构；
图13是根据本发明原理构造的用于管状构造的褶状介质的支撑结构的另一实施例的示意性透视图；
图14是图13的实施例的示意性侧视图；
图15是图13的实施例的示意性俯视透视图；
图16是图13的实施例的示意性俯视平面图；
图17是在图13-16的实施例中用作支撑结构的间隔件的一个实施例的示意性透视图；
图18是图17的间隔件的侧视图；和
图19是根据本发明原理构造的用于管状构造的褶状介质的支撑结构的另一实施例的示意性截面图。
具体实施方式
褶状过滤元件尤其是管状的褶状元件的一个问题是它们更易于受过滤器作业期间所产生的压力的挤压。通过在开口的过滤器内部放置多孔芯，对过滤元件添加了刚性。这会使得元件比没有所述支撑的构造更为可靠。当支撑结构由纤维素材料制成时，元件更为环保。这也有助于使得过滤元件比具有金属内衬的构造更轻并且更易于检修。另外，在嘈杂的环境中，支撑结构可被构造成能够降低声响。当元件被制成矩形形状(其中三维空间受限)时，可获得其它优势。卵形元件也可具有匹配有限空间的优势。此外，通过不使用任何金属钢来制成过滤元件，会降低制造元件的成本。
首先，参见图3、4、8和9，示出了一个示例支撑结构10可操作地定向在褶状介质50的构造的内部空间中。褶状介质50可以是管状形状52，限定内部空间54(图4和9)。在这些示例中，支撑结构10在内部空间54中。管状形状52可以是任何形状，形成闭环，例如圆形、非圆形、卵形、矩形或椭圆形。在图3所示的示例中，管状形状52包括卵形形状56。在图8所示的示例中，管状形状52是矩形。
褶状介质50具有多个褶皱58。在所示的实施例中，褶皱58具有外褶皱顶端60和内褶皱顶端62。外褶皱顶端60沿着褶状介质50的外部。内褶皱顶端62沿着内部空间54。褶状介质50在呈管状形状时具有第一和第二相对面64、66(图4和9)，大体相当于内褶皱顶端62。
褶状介质50可以是过滤元件70的一部分(图5-7)。许多不同类型的元件70是可行的。在图5所示的元件70中，元件70包括管状构造的褶状介质50。管状构造限定内部空间54(图7)。对于示例过滤元件70的更多细节在下文讨论。
支撑结构10支撑褶状过滤介质50。“支撑”一词一般表示抵抗反向作用力的结构机制。支撑结构10阻止褶皱坍塌/压扁并且通过内部使元件挤压在一起。“褶皱坍塌/压扁(pleatcollapse)”意指支撑结构10阻止各褶皱朝向元件70的中心(内部空间54)向内坍塌以及元件70通过内部挤压在一起。
支撑结构10可操作地定向在褶状介质50的内部空间54中。在很多示例中，支撑结构10桥接在第一相对的内表面64到第二相对的内表面66之间。例如，支撑结构10从第一相对的内表面64伸向第二相对的内表面66，以便在结构上支撑褶状介质50。
为了对褶状介质50提供支撑，支撑结构10直接穿过内部空间54的最内部60％的区域92(图7中的虚线框)。也就是说，当在平面图(俯视图，例如图7)中观察管状的褶状介质50，使得内部空间在管状的褶状介质的中心示出，最内部60％的区域92包括接近内部空间54的中心的区域，以及从中心沿着朝向相对的内表面64、66的方向发散的区域。
在很多实施例中，支撑结构10直接穿过内部空间54的最内部40％的区域94(图7中框92内的虚线框)，并且常常穿过内部空间54的最内部20％的区域96(框94内的虚线框)。在图7所示的示例中，支撑结构10直接穿过最内部60％的区域92，最内部40％的区域94，和穿过最内部20％的区域96。应当理解，在一些示例中，支撑结构可穿过最内部60％的区域92，而不穿过区域94、96的任何一个或两者。
支撑结构10足够坚固以便在结构上支撑褶状介质50，但又足够轻而不对元件70添加额外的重量。此外，支撑结构10不明显对跨元件70进行限制(压力降)。为了实现这些优势，业已发现支撑结构10通常具有不大于80％的空穴空间。“空穴空间”是空隙空间的量，或未被材料占据的空间。在很多情况，如果空穴空间不大于60％可以实现优势。
支撑结构10在可操作地被定向在内部空间54中时起到在结构上支撑褶状介质50的作用，并且支撑结构10不是褶状介质50的内衬。因此，支撑结构10在缺少内衬时在结构上支撑褶状介质50。同样，支撑结构10无内衬。在一些实施例中，过滤元件70无内衬。
在一个或多个实施例中，过滤元件70可能在内部空间54中包括额外的多孔结构，衬介质内部。衬介质内部的多孔结构通常不会足够强固以充当对褶状介质50的支撑。多孔结构可以是薄材料，例如网状物等。
在一些实施例中，支撑结构10从第一相对内表面64向第二相对内表面66以非曲线路径延伸，以便在结构上支撑褶状介质50。
过滤元件70包括用于支撑褶状过滤介质50的装置。所述用于支撑的装置包括支撑结构10，位于褶状过滤介质50的相对面64、66之间并且抵靠相对面64、66。
图1和图2示出了支撑结构10的第一示例实施例。支撑结构10可用于管状构造的褶状介质的内部空间。如前文所述，“管状”一词意指形成闭环的任何形状，其可以是圆形、非圆形、卵形、椭圆形、等等。
支撑结构10包括至少第一部件或片材12的材料。在一些示例中，材料可以是非金属。第一片材12是多孔的，具有多个开口或孔14，以允许流体从其流过。在所示的示例中，虽然多孔的孔14示出为圆形，应当理解，可采用任何形状的孔，假如待过滤的流体可穿过所述孔而不会引入过多的限制。
支撑结构10包括至少第二部件或片材16的材料。在一些示例中，材料可以是非金属。第二片材16是多孔的，因为它包括多个开口或孔18。同样，开口18示出为圆形，但可以是任何形状。
第一片材12和第二片材16可以是大体平的和平面的，没有折叠。在图1所示的示例中，第一片材12和第二片材16在形状上大体是矩形的。可采用其它形状。
第一片材12和第二片材16被固定在一起并且以相对的关系间隔开(例如，面对面)。通过利用第一支架构造20(图2)可以将第一片材12和第二片材16固定在一起。
第一支架构造20是可操作地将第一片材12和第二片材16以间隔开的关系进行保持并将第一片材和第二片材固定在一起的材料。在许多示例中，第一支架构造20由非金属材料制成。第一支架构造20是多孔的，包括多个开口或孔22。
如上文所述，第一支架构造20可以是任何类型的结构，会将第一片材12和第二片材16固定在一起，但以间隔开的关系将它们保持，允许流体从其流过。在图1和图2所示的具体示例中，第一支架构造20是槽或第一波纹状部件或片材24。
波纹状片材24包括具有多个交替的波峰(脊)26和波谷(凹槽)28的部件。波峰26和波谷28的外表面用于贴附或固定片材12、16在一起。片材12、16可利用多种技术例如胶或粘合剂固定在一起。
支撑结构10还可以包括至少第三部件或片材30。在许多示例中，第三片材30可具有非金属材料。第三片材30会是多孔的，具有多个开口或孔32，以允许流体从其流过。
在所示的示例中，第三片材30与第二片材16间隔开并且相对。通过这种方式，第二片材16位于第一片材12和第三片材30之间。
第三片材30固定至第二片材16。第二支架构造34可用于将第三片材30和第二片材16固定在一起并且呈间隔开的相对的关系。
第二支架构造34的多个实施例是可行的。在所示的实施例中，第二支架构造34是槽或第二波纹状部件或片材36。
如同第一波纹状片材24，第二波纹状片材36包括具有多个交替的波峰/脊38和波谷/凹槽40的部件。沿着每个波峰38和波谷40的外部，相应的第二片材16和第三片材30可以连接至波纹状构造36。该连接可通过胶或粘合剂或其它技术进行。
第二波纹状构造36包括多个开口或孔42，以允许流体从其流过。
如图2所示，第三片材30如同第一片材12位于第二片材16的相对侧。当支撑结构10如图1和图2所示构造时，孔14、18、32和42会允许流体例如空气或液体从其通过。这些孔可以是任何形状。
在优选的构造中，第一片材12、第二片材16、第三片材30、第一支架构造20和第二支架构造34是非金属。非金属材料可包括纤维素。可以采用其它非金属材料。例如，芯构造10可以由塑料制成。
尽管示例实施例示出了支撑结构10为具有第一片材12、第二片材16、第三片材30、第一支架构造20和第二支架构造34，其它实施例可包括另外更多的片材和更多的支架构造。
在图1中，可以看到所示的支撑结构10的总体形状在外周上是矩形。当然，可以采用其它形状。
在图1所示的示例中，第一片材12、第二片材16、第三片材30、第一波纹状片材24和第二波纹状片材36的每一个具有相同的长度和相同的宽度。可以存在不同的形式。在本示例中，厚度是第一片材12和第三片材30之间的距离。
支撑结构10可用于长于约2英寸的任何尺寸的过滤元件，并且尤其的，在长的元件中可以获得益处，例如长度为至少50英寸的元件，包括长度为至少80英寸的元件，并且在一些情况，至少90英寸长的元件。在多数实施例中，第一端44和第二端46之间的长度通常会匹配元件的长度，以便支撑褶皱，并且为至少50英寸长，或者至少80英寸长，或者至少90英寸长。在多数实施例中，支撑结构沿着过滤元件的长度延伸至少50％、至少75％、至少85％或者至少95％。
在可替换的实施例中，过滤元件包括多个可能连接或者可能间隔开的较短的支撑结构。多个较短的元件加在一起沿着过滤元件的长度延伸至少50％、至少75％、至少85％或者至少95％。
在图4和图9的实施例中，内褶皱顶端62接触接合抵靠支撑结构10。例如，在图4中，可以看到内褶皱顶端62a如何接触第一片材12，同时内褶皱顶端62b接触第三片材30。
在一些可选的实施例中，内褶皱顶端62可以粘合至第一片材12和第三片材30。
过滤元件70包括第一端盖72。
在元件70的相对端，有第二端盖74。
第一端盖72和第二端盖74固定至过滤介质50的相对端。
在所示的示例结构中，第一端盖72是开口端盖，与内部空间54相通。
在所示的示例中，第二端盖74可以是闭合端盖或开口端盖。
许多不同的结构是可行的。在许多实施例中，褶状介质50会通过例如在端盖72、74内模制褶状介质50的端部被固定至第一和第二端盖72、74。在所述示例中，第一端盖72和第二端盖74由非金属的模制的材料制成。在一些示例中，第一和第二端盖72、74可以由其它类型的材料制成，并且通过采用例如灌封材料使介质50固定。
过滤元件70通常具有密封结构或垫圈，以便在元件70和元件70所安装的任何结构之间提供气密密封。许多不同的实施例是可行的。
在图6和图7所示的示例中，元件70在颈环78内被密封。元件70可以从颈环78移去，并且密封通过传统的方式形成在颈环78和端盖72之间。颈环78可具有与之连接的垫圈80(图6)。可以看到紧固件82、83穿过颈环78。通过这种方式，过滤元件70可被固定至例如管板，其中紧固件82、83绷紧抵靠管板，以在颈环78和管板之间挤压垫圈80，以便在其间形成密封。应当理解，这仅是一个示例，存在许多不同的示例可用于元件70的可能的密封结构。
在图7中，可以看到支撑结构10如何可操作地定向在开口的内部空间54中。在本示例中，第一片材12形成多孔材料的第一壁86。第一壁86被定向成在内部空间54中抵靠过滤介质50。例如，第一壁86会抵靠内褶皱顶端62(图4)。第三片材30形成多孔材料的第二壁88。第二壁88和第一壁86间隔开且相对。在只有第一和第二壁86、88的示例中，其间不会存在任何其它的多孔壁。第一壁86和第二壁88以相对的关系固定在一起。第一和第二壁86、88上的作用力相等且相反。
在本示例中，支撑结构10包括第三壁90。第三壁90由第二片材16形成。第三壁90在第一壁86和第二壁88之间并且与之间隔开。第三壁90固定至第一壁86和第二壁88。
在所示的示例中，第一壁86通过第一支架构造20固定至第三壁90并且与之间隔开。
在所示的示例中，第三壁90通过第二支架构造34固定至第二壁88并且与之间隔开。
支撑结构10优选地在第一端盖72和第二端盖74之间延伸元件70的长度。
在一些实施例中，支撑结构10可以可移去地定向在内部空间54中。在优选的结构中，支撑结构10会被固定的并且不可移去地定向在内部空间54中。在一个示例中，支撑结构10会被固定至第二端盖74。例如，支撑结构10的第二端46(图1)可以嵌入或者模制在形成第二端盖74的材料内。
可以采用其它永久性地将支撑结构10固定至第二端盖74的方法。例如，内褶皱顶端62a、62b可以粘合至支撑结构10，也会阻止褶皱顶端群聚(bunching)。
支撑结构10的第一端44可以自由的安装在过滤元件70中，或者可以围绕第一端盖72的边缘固定。例如，支撑结构10可以模制或者以其它方式永久性地固定至第一端盖72。
在所示的实施例中，过滤元件70使其外周形状填充有支撑结构10。这将帮助支撑褶皱58，使其免于在内部空间54中彼此坍塌。从上文应当理解，在优选的实施例中，过滤元件70无内衬。它也可以无外衬。在许多实施例中，过滤元件70无金属。
在一些应用中，过滤元件70在第一端盖72和第二端盖74之间的长度为至少2英寸，常常至少50英寸，并且在一些情况至少80英寸，并且在其它情况至少90英寸。在具有卵形形状和超过50英寸的长度的过滤元件70中，支撑结构10可具有优势，因为它能够沿着相对的端盖70、74之间的整个长度使褶皱58保持分开。支撑结构10能够使褶皱58免于坍塌在一起，而不会添加重量或金属的重量。在支撑结构10由纤维素制成的优选的实施例中，支撑结构10是环保的且可循环再用的。
图10-12示出了支撑结构10的另一实施例。在图10中，支撑结构10包括褶状构造102。褶状构造102的至少局部部分具有多个褶皱104。
褶状构造102中的多个褶皱104可以相对于褶状过滤介质50中的褶皱58的方向以非平行的方向延伸。优选地，褶皱104相对于褶状过滤介质50的褶皱58的方向以非平行且成角度的方向延伸。
图10在106处示出了箭头，所述箭头与褶状过滤介质50的褶皱58的方向平行。褶皱104的方向优选地相对于褶状过滤介质50的褶皱的方向106成非零度角度。在一个或更多个实施例中，所述角度可以是至少20度；或者至少30度；或者至少45度；或者至少70度。在一个或更多个实施例中，褶皱104的方向可以相对于褶状过滤介质50的褶皱的方向106成80-100度角度。在图10所示的示例中，褶状构造102具有褶皱104，所述褶皱104相对于褶状过滤介质50的褶皱58的方向106以大约垂直的方向延伸。在一个或更多个实施例中，所述角度可以是20-30度；或者30-40度；或者45-70度；或者70-80度。在一个或更多个实施例中，所述角度可以是20-100度。
在图10中，褶皱104从褶状过滤介质50的内部空间54的第一相对内表面64向其第二相对内表面66延伸。至少由于褶皱104的方向相对于褶皱58的方向成角度，这对褶状过滤介质50提供了支撑。
褶状构造102可以由许多类型的材料制成。在优选的构造中，褶状构造102包括半刚性褶状筛网110。褶状筛网110可以由塑料或增固的纤维素制成。褶状筛网110具有开口的筛网或网孔112，以允许流体从其流过。优选地，褶状构造110的空穴空间不大于60％。
图12示出了过滤元件70的俯视图，其中支撑结构10以褶状构造102的形式可操作地组装在其中。
支撑结构10当可操作地定向在内部空间54中时可充当吸声机制。在嘈杂的环境中，例如使用压缩机的环境，该吸声可有助于降低由过滤元件在作业过程中产生的音量和噪音的水平。支撑结构10还可完成非常粗的过滤。
图13-18示出了支撑结构10的另一实施例。在图13-18中，支撑结构10包括至少一个模制的间隔件202。在优选的实施例中，存在多个模制的间隔件202。
模制的间隔件202具有沿其最大尺寸延伸间隔件202的长度的纵轴204(图18)。纵轴204优选地沿着与褶状介质50的褶皱58的方向非平行的方向延伸。
图13在206处示出了箭头，所述箭头与褶状介质50的褶皱58的方向平行。间隔件202的轴204的方向相对于褶状介质50的褶皱的方向206成非零度角度。
在一个或更多个实施例中，相对于褶状介质的褶皱58的方向的间隔件202的角度可以是至少30度，并且不大于170度；或者至少45度；或者至少70度。在一个或更多个实施例中，所述角度可以是30-150度；或者100-140度。
图13-15中，在褶状介质50的内部空间54中示出有4个间隔件202。至少两个间隔件202具有不同的长度。例如，在图13和图14中，两个间隔件208、209定向在内部空间中邻近管状构造的褶状介质50的弯曲的端部部分211、212。这些间隔件208、209在长度上比定向在间隔件208、209之间的间隔件214、215更短。
图17和图18示出了间隔件202之一的示例实施例。间隔件202具有第一壁218和相对的第二壁220。当定向在过滤器内部空间54中时，第一壁218被固定至褶状介质50的内表面64，而第二壁220被固定至褶状介质50的相对的内表面66。
间隔件202的第一壁218示出为相对扁平或平面的。第二壁220示出为其中具有多个槽或扇形物222。扇形物222会有助于保持内褶皱顶端62。
可以制成许多不同的尺寸。在一些示例实施例中，第一壁218和第二壁220之间的尺寸是至少0.5英寸。在其它示例中，第一壁218和第二壁220之间的尺寸是至少1英寸且不大于12英寸。在其它实施例中，第一壁218和第二壁220之间的尺寸是1-6英寸。
间隔件202可以由许多不同类型的材料制成。当材料由固化成固体的液体制成时是有优势的，因为可以采用便利的制造工艺。例如，间隔件202可以由聚氨酯制成。聚氨酯可以是高密度聚氨酯或发泡聚氨酯。液体材料也可以具有触变特性。
模制成间隔件202的液体材料可能以液体的形式分配到褶状介质50上。可替换地，待被模制成间隔件202的固化前的液体材料可被分配到模具中，随后褶状介质50会被放置在模具之上，在介质50和固化液体之间形成联结。当液体材料固化时，其被固定至介质50，以便在相对的内表面64和内表面66之间形成桥接。
图19是另一实施例的示意性截面图。如同前述的实施例，存在支撑结构10可操作地定向在褶状介质50的构造的内部空间54中。在本实施例中，褶状介质50在形状上是管状，但具有相对的介质端250、251，其中一个介质端250比另一介质端251更大。
在图19的实施例中，介质端250比介质端251更大或更宽，导致相较于开口(例如图7所示的第一端盖72的开口)更大的开口254。图19的构造当然可被结合入具有上文结合图5-7所示和所述类型的端盖的过滤元件中，其中开口254会充当过滤出口256。
开口256的宽度可以在尺寸上与介质端251相比更大，其至少大1英寸且大不超过6英寸。在一些实施例中，介质端250的宽度相较于介质端251大2-4英寸之间。
介质端251可以完全闭合，并且整个褶状介质可以随其从位于介质端250的出口256向位于介质端251的闭合端258延伸时朝向自身倾斜。
在一些实施例中，宽的端部出口256导致的优势包括更少的限制和增大的流量，因为流体从介质50的外部流入内部空间54并然后通过出口256流出。
图19实施例中的支撑结构10与图10-12的实施例中的支撑结构10相似。也就是说，在图19实施例中，支撑结构10包括褶状构造260。除了褶状构造260的褶皱深度，褶状构造260与褶状构造102相似。
褶状构造260具有相对的第一端262和第二端264。随着褶状构造260从第一端262向第二端264延伸，褶状构造260的褶皱266在褶皱深度上减小。
在图19中，褶状构造260的第一端262与出口256平齐或紧邻出口256，而第二端264邻近闭合端258。褶状构造260可以在出口256和闭合端258之间延伸内部空间54的褶皱长度。在一个或更多个其它实施例中，褶状构造260会只部分在内部空间54中延伸。
褶状构造260可按照上文所述结合图10-12的实施例被设计，上文的描述在此被援引加入此处。
对于上文所述的所有的褶状介质50的实施例，在一些情况对褶状介质50设置褶皱间隔或固定化特征可能是有益的。这可以通过例如跨褶皱顶端例如外褶皱顶端60或内褶皱顶端62的热熔密封边来完成。
在作业中，待过滤的流体例如空气或液体会流过褶状介质50并进入内部空间54。由于穿过支撑结构10的多孔性，流体能够穿过支撑结构。已过滤的流体然后会通过第一端盖72的开口从过滤元件70流出。
在过滤流体时，过滤介质50受支撑，以阻止过滤介质50坍塌在一起。这通过利用内部空间54中的支撑结构10来完成。
上述说明提供了本发明的原理的示例。可以得到很多实施例。

Claims (59)

1.一种过滤元件，包括：
(a)褶状过滤介质的构造，所述褶状过滤介质的构造限定内部空间；所述褶状过滤介质的构造具有第一和第二相对的内表面；
(b)第一和第二相对的端盖，固定至褶状过滤介质的相对端；和
(c)支撑结构，所述支撑结构桥接可操作地定向在内部空间中的褶状过滤介质；支撑结构从第一相对的内表面向第二相对的内表面延伸并且通过内部空间的最内部60％。
2.一种过滤元件，包括：
(a)褶状过滤介质的构造，所述褶状过滤介质的构造限定内部空间；所述褶状过滤介质的构造具有第一和第二相对的内表面；
(b)第一和第二相对的端盖，固定至褶状过滤介质的相对端；和
(c)支撑结构，所述支撑结构可操作地定向在内部空间中；其中支撑结构从第一相对的内表面向第二相对的内表面桥接内部空间。
3.一种过滤元件，包括：
(a)褶状过滤介质的管状构造，所述褶状过滤介质的管状构造限定内部空间；
(b)第一和第二相对的端盖，固定至褶状过滤介质的相对端；和
(c)支撑结构，所述支撑结构支撑褶状过滤介质可操作地定向在开口的内部空间中；支撑结构具有的空穴空间为不超过80％。
4.一种过滤元件，包括：
(a)褶状过滤介质的管状构造，所述褶状过滤介质的管状构造限定内部空间；
(b)第一和第二相对的端盖，固定至褶状过滤介质的相对端；和
(c)支撑结构，所述支撑结构在缺少内衬时支撑褶状过滤介质，并且可操作地定向在内部空间中，以在结构上支撑褶状过滤介质。
5.一种过滤元件，包括：
(a)褶状过滤介质的管状构造，所述褶状过滤介质的管状构造限定内部空间；所述褶状过滤介质的管状构造具有第一和第二相对的内表面；
(b)第一和第二相对的端盖，固定至褶状过滤介质的相对端；和
(c)支撑结构，所述支撑结构支撑褶状过滤介质并且可操作地定向在内部空间中；所述支撑结构以非曲线路径从第一相对的内表面向第二相对的内表面延伸。
6.一种过滤元件，包括：
(a)褶状过滤介质的管状构造，所述褶状过滤介质的管状构造限定内部空间；
(b)第一和第二相对的端盖，固定至褶状过滤介质的相对端；和
(c)支撑结构，所述支撑结构支撑褶状过滤介质可操作地定向在开口的内部空间中；所述支撑结构包括，
(i)至少多孔材料的第一壁，定向抵靠内部空间中的褶状过滤介质；
(ii)至少多孔材料的第二壁，所述第二壁与第一壁间隔开且相对，并且定向抵靠内部空间中的褶状过滤介质；和
(iii)第一壁和第二壁以相对的关系固定在一起。
7.一种过滤元件，包括：
(a)褶状过滤介质的管状构造，所述褶状过滤介质的管状构造限定内部空间；
(b)第一和第二相对的端盖，固定至褶状过滤介质的相对端；和
(c)用于支撑褶状过滤介质并可操作地定向在内部空间中的装置。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构是内部空间的最内部40％。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构是内部空间的最内部20％。
10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构具有的空穴空间为不超过60％。
11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构包括褶状构造，所述褶状构造具有的褶皱相对于褶状过滤介质的褶皱的方向以非平行且成角度的方向延伸。
12.根据权利要求11所述的过滤元件，其中褶状构造的褶皱相对于褶状过滤介质的褶皱的方向成80-100度角度延伸。
13.根据权利要求11和12中任一权利要求所述的过滤元件，其中褶状构造包括半刚性的褶状筛网。
14.根据权利要求7所述的过滤元件，其中用于支撑的装置包括在褶状过滤介质的相对的表面之间并且抵靠褶状过滤介质的相对的表面的支撑结构。
15.根据权利要求1-6和8-10中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构包括：
(a)至少多孔材料的第一壁，所述第一壁定向抵靠内部空间中的褶状过滤介质；
(b)至少多孔材料的第二壁，所述第二壁与第一壁间隔开且相对，并且定向抵靠内部空间中的褶状过滤介质；和
(c)第一壁和第二壁以相对的关系固定在一起。
16.根据权利要求6和15中任一权利要求所述的过滤元件，其中第一壁和第二壁的每一个包括纤维素。
17.根据权利要求6、15和16中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构还包括：
(a)至少多孔材料的第三壁；所述第三壁位于第一壁和第二壁之间且与第一壁和第二壁间隔开，并且固定至第一壁和第二壁。
18.根据权利要求17所述的过滤元件，其中：
(a)第一壁通过第一多孔的支架构造固定至第三壁；和
(b)第三壁通过位于第一壁相对侧上的第二多孔的支架构造固定至第二壁。
19.根据权利要求18所述的过滤元件，其中：
(a)第三壁、第一多孔的支架构造、和第二多孔的支架构造包括纤维素。
20.根据权利要求18所述的过滤元件，其中：
(a)第三壁、第一多孔的支架构造、和第二多孔的支架构造包括塑料。
21.根据权利要求18-20中任一权利要求所述的过滤元件，其中第一多孔的支架构造和第二多孔的支架构造包括波纹状材料。
22.根据权利要求2-5中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构包括多个模制的间隔件。
23.根据权利要求22所述的过滤元件，其中模制的间隔件彼此间隔开并且相对于褶状过滤介质的褶皱的方向成非零度和非垂直角度。
24.根据权利要求22所述的过滤元件，其中模制的间隔件相对于褶状过滤介质的褶皱的方向成30-150度角。
25.根据权利要求22所述的过滤元件，其中模制的间隔件相对于褶状过滤介质的褶皱的方向成100-140度角。
26.根据权利要求22-25中任一权利要求所述的过滤元件，其中模制的间隔件包括模制的聚氨酯。
27.根据权利要求22-26中任一权利要求所述的过滤元件，其中至少有两个模制的间隔件具有不同的长度。
28.根据权利要求22-27中任一权利要求所述的过滤元件，其中每个模制的间隔件具有：
(a)第一壁固定至褶状过滤介质的内表面；和
(b)与第一壁相对的第二壁固定至褶状过滤介质的相对的内表面。
29.根据权利要求28所述的过滤元件，其中模制的间隔件的第二壁包括至少一个扇形形状。
30.根据权利要求11-13中任一权利要求所述的过滤元件，其中褶状构造具有相对的第一端和第二端，并且随着褶状构造从第一端向第二端延伸，褶状构造的褶皱在褶皱深度上减小。
31.根据权利要求30所述的过滤元件，其中限定内部空间的褶状过滤介质的构造具有相对的介质端，其中一个介质端比另一介质端更大。
32.根据权利要求1-6和8-31中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构是非金属。
33.根据权利要求1-6和8-32中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构在第一端盖和第二端盖之间延伸整个长度。
34.根据权利要求1-6和8-33中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构在第一端盖和第二端盖之间延伸小于整个长度。
35.根据权利要求1-6和8-34中任一权利要求所述的过滤元件，其中第一端盖是开口端盖，与内部空间相通。
36.根据权利要求1-6和8-35中任一权利要求所述的过滤元件，其中第二端盖是闭合端盖。
37.根据权利要求1-6和8-36中任一权利要求所述的过滤元件，其中第二端盖是开口端盖。
38.根据权利要求1-6和8-37中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构固定至至少第二端盖。
39.根据权利要求1-6和8-38中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构固定至至少褶状过滤介质。
40.根据权利要求1-6和8-39中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构固定至第一端盖和第二端盖的每一个。
41.根据权利要求1-40中任一权利要求所述的过滤元件，其中褶状过滤介质为非圆形。
42.根据权利要求1-41中任一权利要求所述的过滤元件，其中褶状过滤介质为卵形。
43.根据权利要求1-42中任一权利要求所述的过滤元件，其中褶状过滤介质是矩形。
44.根据权利要求1-43中任一权利要求所述的过滤元件，其中褶状过滤介质是椭圆形。
45.根据权利要求1-44中任一权利要求所述的过滤元件，其中支撑结构具有矩形截面外周形状。
46.根据权利要求1-45中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤元件无金属。
47.根据权利要求1-46中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤元件无内衬和外衬。
48.根据权利要求1-47中任一权利要求所述的过滤元件，其中在第一和第二端盖之间的过滤元件的长度为至少2英寸。
49.根据权利要求1-48中任一权利要求所述的过滤元件，其中在第一和第二端盖之间的过滤元件的长度为至少50英寸。
50.一种过滤的方法，包括：
(a)提供根据权利要求1-6和8-49中任一权利要求所述的过滤元件；
(b)引导流体流过褶状过滤介质并进入内部空间；和
(c)当流体流过褶状过滤介质时，通过利用支撑结构支撑褶状过滤介质以阻止褶状过滤介质坍塌在一起。
51.一种支撑结构，包括：
(a)至少非金属材料的第一片材和第二片材；第一片材和第二片材的每一个是多孔的以允许流体从其流过；和
(b)至少非金属材料的第一支架构造，所述第一支架构造以间隔开的相对的关系将第一片材和第二片材固定在一起；第一支架构造是多孔的以允许流体从其流过；
其中支撑结构被设置用于褶状过滤介质的管状构造的内部空间中以便在结构上支撑褶状过滤介质。
52.根据权利要求51所述的支撑结构，其中第一和第二片材以及第一支架构造的每一个包括纤维素。
53.根据权利要求51和52中任一权利要求所述的支撑结构，其中第一支架构造包括第一波纹状片材。
54.根据权利要求51-53中任一权利要求所述的支撑结构，还包括：
(a)至少非金属材料的第三片材，并且是多孔的以允许流体从其流过；和
(b)至少非金属材料的第二支架构造，以间隔开的相对的关系并且如同第一片材位于第二片材的相对侧将第三片材固定至第二片材；第二支架构造是多孔的以允许流体从其流过。
55.根据权利要求54所述的支撑结构，其中第三片材和第二支架构造的每一个包括纤维素。
56.根据权利要求54所述的支撑结构，其中第三片材和第二支架构造的每一个包括塑料。
57.根据权利要求54-56中任一权利要求所述的支撑结构，其中第二支架构造包括第二波纹状片材。
58.根据权利要求54-57中任一权利要求所述的支撑结构，其中所述结构具有至少2英寸的长度。
59.根据权利要求54-58中任一权利要求所述的支撑结构，其中所述结构具有至少50英寸的长度。
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