CN106457110B - 流体过滤系统 - Google Patents

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Abstract

过滤器系统可以包括过滤器壳体(130)和过滤器(120)。该过滤器可以包括多层不渗透材料(190)。另外，该过滤器可以包括定位在不渗透材料层之间的波纹过滤器介质的至少一个第一层(200a)。该至少一个第一层可以至少部分限定从过滤器的第一侧(140a)延伸至过滤器的第二侧(160a)的第一多个凹槽(220a)。该过滤器还可以包括定位在不渗透材料层之间的波纹过滤器介质的至少一个第二层(200b)。该至少一个第二层可以至少部分限定从过滤器的第三侧(140b)延伸至过滤器的第四侧(160b)的第二多个凹槽(220b)。该壳体可以配置成将第一流体引导至过滤器的第一侧中并且将第二流体引导至过滤器的第三侧中。

Description

流体过滤系统
技术领域
本发明大体上涉及过滤系统，并且更具体地涉及用于过滤多种流体的系统。
背景技术
诸如(例如)装载机、平地机和挖掘机的许多土方作业机器包括具有加热、通风和/或空气调节系统(“HVAC系统”)的操作者隔间。这样的系统通常给操作者隔间供应来自隔间外侧的空气(即，外界空气)与来自隔间内侧的空气(即，再循环的空气)的混合物。因为外界空气和再循环的空气可以包括各种非所需物质(例如，尘粒)，所以该系统通常包括用于滤除这样的物质的过滤器。
Wydeven的美国专利4,410,427号公开了包括过滤器介质的交替扁平和波纹层的示例性过滤器组件。扁平和波纹层的组合在每个波纹层中产生空心通道(即，凹槽)。过滤器介质的每个扁平层的任一侧上的过滤器介质的波纹层定向成使得它们的波纹(和凹槽)基本上彼此正交。流体可以通过过滤器组件的相对入口侧进入第一组凹槽、通过该过滤器介质的扁平层进入定向为基本上正交于第一组凹槽的第二组凹槽中，并且通过该过滤器组件的相对出口侧流出第二组凹槽，该相对出口侧定向为基本上正交于过滤器组件的入口侧。
在某些应用中，’427专利的过滤器组件可以提供某些益处。然而，其可能具有某些缺陷。例如，虽然过滤器组件的相对入口侧可以允许两种不同流体进入过滤器组件，但是流体将在过滤器组件中混合并且因此由相同过滤器介质过滤。因此，过滤器介质可能不适合于所过滤的不同流体。例如，在用于操作者隔间的HVAC系统中，可希望外界空气比再循环空气进行更严格过滤。完成此可能需要使用’427专利的两个过滤器组件，一个过滤器组件用于外界空气且一个过滤器组件用于再循环空气，从而增大了隔间中过滤器所需的空间以及与更换过滤器相关联的维修时间这二者。所公开实施例可以帮助解决这些问题。
发明内容
一个所公开实施例涉及一种过滤器。该过滤器可以包括多层不渗透材料。另外，该过滤器可以包括定位在第一对不渗透材料层之间的波纹过滤器介质的至少一个第一层。该至少一个第一层可以至少部分限定平行于第一轴线从过滤器的第一侧延伸至过滤器的第二侧的第一多个凹槽。该过滤器还可以包括定位在第二对不渗透材料层之间的波纹过滤器介质的至少一个第二层。该至少一个第二层可以至少部分限定平行于第二轴线从过滤器的第三侧延伸至过滤器的第四侧的第二多个凹槽。
另一个所公开实施例涉及用于过滤第一流体和第二流体的过滤器系统。该系统可以包括过滤器壳体和过滤器。该过滤器可以包括多层不渗透材料。另外，该过滤器还可以包括定位在第一对不渗透材料层之间的波纹过滤器介质的至少一个第一层。该至少一个第一层可以至少部分限定平行于第一轴线从过滤器的第一侧延伸至过滤器的第二侧的第一多个凹槽。该过滤器还可以包括定位在第二对不渗透材料层之间的波纹过滤器介质的至少一个第二层。该至少一个第二层可以至少部分限定平行于第二轴线从过滤器的第三侧延伸至过滤器的第四侧的第二多个凹槽。该壳体可以配置成当过滤器安装在壳体中时将第一流体引导至过滤器的第一侧中并且将第二流体引导至过滤器的第三侧中。
进一步所公开实施例涉及一种使用过滤器过滤第一流体和第二流体的方法。该过滤器可以包括多层不渗透材料。该过滤器还可以包括定位在第一对不渗透材料层之间的波纹过滤器介质的至少一个第一层。该至少一个第一层可以至少部分限定平行于第一轴线从过滤器的第一侧延伸至过滤器的第二侧的第一多个凹槽。该过滤器还可以包括定位在第二对不渗透材料层之间的波纹过滤器介质的至少一个第二层。该至少一个第二层可以至少部分限定平行于第二轴线从过滤器的第三侧延伸至过滤器的第四侧的第二多个凹槽。该方法可以包括通过第一多个凹槽将第一流体引导至过滤器的第一侧中以及从过滤器的第二侧流出。另外，该方法可以包括通过第二多个凹槽将第二流体引导至过滤器的第三侧中以及从过滤器的第四侧流出。
附图说明
图1是根据本发明的流体过滤系统的透视图；
图2是图1的过滤系统的层的分解视图；
图3A至3E是根据本发明的波纹过滤器介质的层的横截面；以及
图4是描绘使用图1的过滤系统过滤第一流体和第二流体的方法的流程图。
具体实施方式
图1说明用于机器的操作者隔间的HVAC系统的示例性流体过滤系统100。例如，该机器可以是土方作业机器、卡车、汽车、火车、飞机或具有操作者隔间的另一种类型的机器。过滤系统100可以过滤多种流体110a、110b。例如，过滤系统100可以过滤来自隔间外侧的空气(即，外界空气)与来自隔间内侧的空气(即，再循环的空气)。HVAC系统可以单独向操作者隔间供应已过滤的外界空气和已过滤的再循环空气。另选地，HVAC系统可以混合已过滤的外界空气与已过滤的再循环空气，并且向操作者隔间供应混合物。例如，混合物中已过滤的外界空气与已过滤的再循环空气的比可以大于1:1。在一个实施例中，该比可以约为4:1。
过滤系统100可以包括可安装在过滤器壳体130中的过滤器120。如所示，壳体130可以配置成在安装过滤器120时将流体110a引导至过滤器120的输入侧140a中并且将流体110b引入至过滤器120的输入侧140b中。例如，壳体130可以包括用于分别将流体110a、110b引导至输入侧140a、140b中的输入导管150a、150b。引导至过滤器120的输入侧140a、140b中的流体110a、110b可以通过该过滤器120，其中该流体可以被过滤并且从过滤器120的输出侧160a、160b流出。
在某些实施例中，过滤器120可以配置成以不同方式过滤流体110a、110b。例如，过滤器120可以配置成过滤比流体110b更多量的流体110a。另选地或另外，过滤器120可以配置成过滤流体110a、110b中的不同物质。例如，在其中流体110a是外界空气且流体110b是再循环空气的实施例中，过滤器120可能配置成过滤流体110a中将通常在外界空气中发现的某些物质。然而，如果流体110b中的这些相同物质通常并未在再循环空气中发现，那么过滤器120不一定配置成过滤该物质。在这样的实施例中，过滤器120相对于壳体130的定向可影响其中过滤器120过滤流体110a、110b的方式。
为了确保过滤器120相对于壳体130正确地定向，过滤器120和壳体130可以配置成当将过滤器120安装在壳体130中时限制过滤器120的定向可能性的数量。例如，过滤器120的侧140a、140b、160a、160b可以具有不同长度来限制定向可能性的数量。另选地，侧140a、140b、160a、160b中的至少一个可以包括从过滤器120中伸出并对应于延伸至壳体130中的凹口的突出体，或可以包括延伸至过滤器120中并对应于从壳体130中伸出的突出体的凹口。例如，如图1中所示，侧160a可以包括对应于壳体130的凹口180的突出体170，其可以将过滤器120相对于壳体130的定向可能性的数量限制为1。虽然突出体170被示为沿着侧160a延伸的导轨，但是应当理解的是，只要能防止过滤器120安装在非理想定向上，突出体170另选地就可以是单个突片。
仍然参考图1，过滤器120可以包括多个不渗透材料层190(例如，浸渍有胶水的过滤器介质)。另外，过滤器120可以包括波纹过滤器介质的多层200a、200b。例如，过滤器120可以包括至少一层200a，其可以定位在一对层190之间。过滤器120还可以包括至少一层200b，其可以定位在一对层190之间。层200a、200b可以彼此不同。例如，如所示，至少一层200a的波纹可以相对于至少一层200b的波纹成角度。在一个实施例中，波纹可以近似垂直于彼此，而在其它实施例中，波纹另外可相对于彼此成角度。作为层200a、200b可如何彼此不同的另一实例，至少一层200a可以是不同于至少一层200b的类型的过滤器介质。例如，至少一层200a的类型的过滤器介质可以适合于过滤通常在流体110a中发现的非所需物质，而至少一层200b的类型的过滤器介质可以适合于过滤通常在流体110b中发现的非所需物质。例如，过滤器介质的类型包括纤维素、合成纤维、玻璃和混合过滤器介质。
层190、200a、200b可以由密封材料210保持在一起，该密封材料例如可以是自由起发氨基甲酸酯或丙烯酸珠粒。另选地，层190、200a、200b可以通过由例如塑料、纸板或另一种刚性材料形成的结构框架保持在一起。如所示，层200a、200b可以交替配置设置。即，每一对层200a可以由层200b彼此分离，且每一对层200b可以由层200a彼此分离。另选地，多层200a可能并未由任何层200b彼此分离和/或多层200b可能并未由任何层200a彼此分离。在这样的实施例中，过滤器120包括的层200a可以多于层200b，或包括的层200b可以多于层200a。例如，在一个示例性实施例中，层200a的数量与层200b的数量的比可以约为4:1。
参考图2，层200a、200b中的每一个均可以结合一对层190来分别限定多个凹槽220a、220b。如所示，凹槽220a可以平行于过滤器轴线230a从过滤器120的输入侧140a延伸至过滤器120的输出侧160a，而凹槽220b可以平行于过滤器轴线230b从过滤器120的输入侧140b延伸至输出侧160b。轴线230a可以近似垂直于轴线230b。另选地，轴线230a可以另外相对于轴线230b成角度。虽然凹槽220a、220b被说明为近似具有相同长度，但是应当理解的是，凹槽220a、220b在某些实施例中可以具有不同长度。例如，所有或某些凹槽220a可以长于凹槽220b。另选地，所有或某些凹槽220b可以长于凹槽220a。
凹槽220a、220b中的每一个均可以分别包括一个开口端240a、240b和一个密封端250a、250b。例如，可以利用密封材料260密封该密封端250a、250b。在某些实施例中，密封材料260可以与密封材料210相同。在其它实施例中，密封材料260可以与密封材料210不同。例如，密封材料260可以为自由起发氨基甲酸酯、毛毡或浸渍有胶水的介质。如所示，每一对邻接凹槽220a均可以包括一个开口端240a和一个密封端250a，且每一对邻接凹槽220b可以包括一个开口端240b和一个密封端250b。另选地，某些对邻接凹槽220a可以包括两个开口端240a或两个密封端250a和/或某些对邻接凹槽220b可以包括两个开口端240b或两个密封端250b。
参考图3A至3E，当沿着过滤器轴线230a观察时，每个层200a的横截面均可以至少部分限定每个凹槽220a的横截面。例如，如图3A中所示，当沿着过滤器轴线230a观察时，凹槽220a的横截面可以至少部分呈弯曲状。另选地，如图3B中所示，当沿着过滤器轴线230a观察时，凹槽220a的横截面可以至少部分呈三角形。在又一另选方案中，如图3C中所示，当沿着过滤器轴线230a观察时，凹槽220a的横截面可以至少部分呈矩形。另选地，如图3D中所示，当沿着过滤器轴线230a观察时，凹槽220b的横截面可以至少部分呈平行四边形。在又一另选方案中，如图3E中所示，当沿着过滤器轴线230a观察时，凹槽220b的横截面可以至少部分呈梯形。另选地，凹槽220a可以为图3A至3E中所示的形状的任何组合，并且可以彼此相同或不同。
类似于层200a，当沿着过滤器轴线230b观察时，每个层200b的横截面均可以至少部分限定每个凹槽220b的横截面。这些横截面的形状可以分别类似于层200a和凹槽220a。因此，凹槽220b可以为图3A至3E中所示的形状的任何组合，并且可以彼此相同或不同。
过滤系统100的配置不限于上文讨论且附图中所示的配置。例如，如上文讨论，过滤器120可以具有N个侧并且配置成过滤N/2种流体，其中每种流体均被引导至过滤器120的输入侧中并且从过滤器120的输出侧中流出，而非具有四个侧并且配置成过滤两种流体。在这样的配置中，系统100可以按不同方式过滤N/2种流体中的每一种。
图4是描述使用系统100过滤流体110a和110b的方法的流程图，并且其将在以下部分中进行讨论。
工业实用性
流体过滤系统100可以适用于机器(诸如，例如土方作业机器、卡车、汽车、火车、飞机或另一种类型的机器)的操作者隔间的HVAC系统。系统100可以具有优于现有技术的过滤系统的各种优点。例如，系统100可以各自不同方式过滤多种流体。在操作者隔间的HVAC系统的背景中，系统100因此可能能够以一种方式过滤外界空气并同时以另一种方式过滤再循环空气。因此，可减少HVAC系统所需的过滤器的数量，从而释放操作者隔间中的空间并且最小化与更换过滤器相关联的维修时间。现在将描述使用系统100的过滤器120过滤分别可以是外界空气和再循环空气的流体110a和110b的方法。
参考图4，壳体130可以将流体110a引导至过滤器120的输入侧140a中(步骤400a)并且可以将流体110b引导至过滤器120的输入侧140b中(步骤400b)。在某些实施例中，例如，在层200a多于200b的实施例中，被引导至侧140a中的流体110a的量可以大于被引导至侧140b中的流体110b的量。在其它实施例中，该量可以相同。在任何情况下，壳体130均可以将流体110a引导至侧140a上具有开口端240a的凹槽220a中，并且可以将流体110b引导至侧140b上具有开口端240b的凹槽220b中。如上文讨论，每个凹槽220a、220b均可以具有一个开口端240a、240b和一个密封端250a、250b，因此流体110a、110b引导至其中的这些凹槽220a、220b可以分别在过滤器120的输出侧160a、160b上具有密封端250a、250b。这些密封端250a、250b可以通过层200a、200b的过滤器介质将流体110a、110b引导至在侧160a、160b上具有开口端240a、240b的邻接凹槽220a、220b中，其中流体110a、110b可以流出过滤器120的侧160a、160b上的邻接凹槽220a、220b。流体110a、110b因此可以分别引导通过凹槽220a、220b(步骤410a、410b)并且从过滤器120的侧160a、160b中流出(步骤420a、420b)。
显而易见，在步骤410a、410b期间，流体110a、110b可能无法通过不渗透材料层190，因此流体110a、110b可能无法从凹槽220a流至凹槽220b或从凹槽220b流至凹槽220a。因此，流体110a、110b随着它们通过过滤器120而可能保持彼此分离，从而使得它们以不同方式过滤。例如，流体110a可以随着其通过层200a的过滤器介质而被过滤，而流体110b可以随着其通过层200b的过滤器介质而被过滤。通过将过滤器120配置为具有用于层200a、200b的不同类型的过滤器介质，因此可以使得过滤器120适合于基于通常在流体110a、110b中发现的非所需物质来过滤流体110a、110b中的不同非所需物质。
本领域技术人员将明白的是，可对所公开系统和方法进行各种修改和改变。通过考虑说明书以及所公开系统和方法的实践，其它实施例对本领域技术人员来说将变得显而易见。该说明书和实例旨在仅仅被视为示例性的，其中真实范围是由以下权利要求书和其等同物指示。

Claims (10)

1.一种过滤器(120)，其包括：
多个不渗透材料层(190)；
波纹过滤器介质的至少一个第一层(200a)，其定位在第一对所述不渗透材料层之间并且至少部分限定平行于第一轴线(230a)从所述过滤器的第一侧(140a)延伸至所述过滤器的第二侧(160a)的第一多个凹槽(220a)；以及
波纹过滤器介质的至少一个第二层(200b)，其定位在第二对所述不渗透材料层之间并且至少部分限定平行于第二轴线(230b)从所述过滤器的第三侧(140b)延伸至所述过滤器的第四侧(160b)的第二多个凹槽(220b)，
其中，所述波纹过滤器介质的至少一个第一层和所述波纹过滤器介质的至少一个第二层是不同类型的过滤器介质，并且所述第一多个凹槽中的每一个均包括沿着所述第一多个凹槽延伸的方向的一个开口端和一个密封端，并且所述第一多个凹槽中的每一对邻接凹槽均包括彼此邻近的一个开口端和一个密封端，并且所述第二多个凹槽中的每一个均包括沿着所述第二多个凹槽延伸的方向的一个开口端和一个密封端，并且所述第二多个凹槽中的每一对邻接凹槽均包括彼此邻近的一个开口端和一个密封端。
2.根据权利要求1所述的过滤器，其中当沿着所述第一轴线观察时，所述第一多个凹槽的横截面至少部分呈弯曲状。
3.根据权利要求1所述的过滤器，其中所述过滤器的所述侧中的至少一个包括从所述过滤器中伸出的突出体或延伸至所述过滤器中的凹口。
4.根据权利要求1所述的过滤器，其中所述第一多个凹槽长于所述第二多个凹槽。
5.根据权利要求1所述的过滤器，其中所述第一轴线和所述第二轴线近似垂直于彼此。
6.根据权利要求1所述的过滤器，其中所述不渗透材料是浸渍有胶水的过滤器介质。
7.一种用于过滤第一流体和第二流体的过滤器系统，其包括：
过滤器壳体(130)；以及
过滤器，所述过滤器包括：
多个不渗透材料层；
波纹过滤器介质的至少一个第一层，其定位在第一对所述不渗透材料层之间并且至少部分限定平行于第一轴线从所述过滤器的第一侧延伸至所述过滤器的第二侧的第一多个凹槽；以及
波纹过滤器介质的至少一个第二层，其定位在第二对所述不渗透材料层之间并且至少部分限定平行于第二轴线从所述过滤器的第三侧延伸至所述过滤器的第四侧的第二多个凹槽，其中，所述波纹过滤器介质的至少一个第一层和所述波纹过滤器介质的至少一个第二层是不同类型的过滤器介质，并且所述第一多个凹槽中的每一个均包括沿着所述第一多个凹槽延伸的方向的一个开口端和一个密封端，并且所述第一多个凹槽中的每一对邻接凹槽均包括彼此邻近的一个开口端和一个密封端，并且所述第二多个凹槽中的每一个均包括沿着所述第二多个凹槽延伸的方向的一个开口端和一个密封端，并且所述第二多个凹槽中的每一对邻接凹槽均包括彼此邻近的一个开口端和一个密封端，
其中所述壳体配置成当所述过滤器安装在所述壳体中时将所述第一流体引导至所述过滤器的所述第一侧中并且将所述第二流体引导至所述过滤器的所述第三侧中，并且其中所述壳体和所述过滤器被配置成当所述过滤器安装在所述壳体中时限制所述过滤器的定向可能性的数量为仅1种可能性。
8.根据权利要求7所述的过滤器系统，其中所述第一多个凹槽长于所述第二多个凹槽。
9.根据权利要求7所述的过滤器系统，其中所述过滤器的所述侧中的至少一个包括从所述过滤器中伸出的突出体或延伸至所述过滤器中的凹口。
10.根据权利要求7所述的过滤器系统，其中所述第一轴线和所述第二轴线近似垂直于彼此。
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