CN107405557B - 过滤元件和空气清洁器组件 - Google Patents

Abstract

过滤元件（20）可包括沿着过滤元件的纵向轴线（X）延伸的第一对和第二对相对的壁（56、58）。第一对和第二对相对的壁可在过滤元件的入口端（60）与出口端（62）之间产生流动通道。过滤元件可进一步包括构造成从流动通过流动通道的空气分离颗粒的过滤介质（64）、和与第一对相对的壁中的至少一个的外表面相关联的楔形元件（66）。楔形元件可构造成与构造成接收过滤元件的过滤器壳体（18）的内表面（46）配合。第一对相对的壁的相对的壁的出口边缘可相对于纵向轴线以第一倾斜角度（a）延伸，并且楔形元件可相对于纵向轴线以第二倾斜角度（β）延伸。

Description

过滤元件和空气清洁器组件

技术领域

本公开涉及过滤元件和空气清洁器组件，且更具体地，涉及过滤元件和包括过滤元件的空气清洁器组件。

背景技术

许多机器依靠从周围获得的空气用于操作。例如，内燃发动机常常依靠空气来协助燃烧燃料，以产生可用于执行工作的功率，比如推进车辆和/或操作与车辆相关的其它装置。如果颗粒，比如灰尘和尘土经由进气系统进入内燃发动机，它们可污染油和发动机的其它部件，这可导致过早地磨损或损坏内燃发动机的部件。为了防止该可能的过早的磨损或损坏，可设置空气过滤装置以防止颗粒进入内燃发动机中。

空气过滤装置可包括过滤介质，所述过滤介质在空气通过空气过滤装置时捕获颗粒。随着使用，过滤介质变得载有颗粒，从而增加了跨越空气过滤装置的压力差和/或降低了发动机的效率。因此，可能必需要么清洁要么更换经常是过滤元件的部分的过滤介质。

由于必须清洁或更换过滤元件的过滤介质，从而期望过滤元件被相对容易地移除，经常是在工作场地处。因此，期望提供带有组件和过滤元件的空气过滤装置，其利于从空气过滤组件容易地移除过滤元件，而没有损坏空气过滤组件的部件的风险。

一些现有的空气清洁器组件包括过滤器壳体和接收在过滤器壳体中的过滤元件，具有设置的盖，以便关闭过滤器壳体中的开口，过滤元件通过所述开口被接收和移除。然而，在一些这样的组件中，过滤器壳体、过滤元件和/或盖可包括容易损坏的或妨碍更换或维修过滤元件的附件。本公开的过滤元件和空气清洁器组件可涉及减轻或克服这样的可能缺陷。

发明内容

根据第一方面，本公开涉及过滤元件，包括沿着过滤元件的纵向轴线延伸的第一对相对的壁。过滤元件可进一步包括沿着纵向轴线延伸的第二对相对的壁，其中，第二对相对的壁可将第一对相对的壁彼此联接。第一对和第二对相对的壁可在过滤元件的入口端与过滤元件的出口端之间在与纵向轴线大体对准的方向产生流动通道。过滤元件可进一步包括过滤介质，所述过滤介质与过滤元件相关联并构造成从流动通过流动通道的空气分离颗粒。过滤元件还包括与第一对相对的壁中的至少一个相对的壁的外表面相关联的楔形元件。楔形元件可构造成与构造成接收过滤元件的过滤器壳体的内表面配合。第一对相对的壁中的每个相对的壁可具有在过滤元件的出口端处的各自的出口边缘，其中，所述各自的出口边缘相对于纵向轴线以第一倾斜角度延伸。楔形元件可相对于纵向轴线以第二倾斜角度延伸，其中，第一和第二倾斜角度彼此不同。

根据另外的方面，本公开涉及空气清洁器组件，包括构造成接收过滤元件的过滤器壳体。过滤器壳体可包括：壳体入口；壳体出口壁，该壳体出口壁包括构造成联接到空气进气导管的出口孔；和在壳体入口与壳体出口壁之间延伸的一对相对的壳体壁。所述一对相对的壳体壁中的至少一个相对的壳体壁可包括内表面，所述内表面包括楔形接收部，并且所述一对相对的壳体壁中的至少一个相对的壳体壁可包括出口肩部。空气清洁器组件还可包括被接收在过滤器壳体中的过滤元件。过滤元件可包括沿着过滤元件的纵向轴线延伸的第一对相对的壁，和沿着纵向轴向延伸的第二对相对的壁。第二对相对的壁可将第一对相对的壁彼此联接，其中，第一对和第二对相对的壁在过滤元件的入口端与过滤元件的出口端之间在与纵向轴线大体对准的方向产生流动通道。过滤元件还可包括：过滤介质，其与过滤元件相关联并构造成从流动通过流动通道的空气分离颗粒；和与第一对相对的壁中的至少一个相对的壁的外表面相关联的楔形元件。楔形元件可构造成与过滤器壳体的楔形接收部配合。第一对相对的壁中的每个相对的壁可具有在过滤元件的出口端处的各自的出口边缘，其中，所述各自的出口边缘相对于纵向轴线以第一倾斜角度延伸。楔形元件可相对于纵向轴线以第二倾斜角度延伸，其中第一和第二倾斜角度彼此不同。

附图说明

图1是空气清洁器组件的示例性实施例的透视图。

图2是图1中所示的示例性的空气清洁器组件的分解透视图。

图3是过滤元件的示例性实施例的透视图。

图4是图3中所示的示例性过滤元件的侧视图。

图5是过滤器壳体的示例性实施例的透视图。

图6是空气清洁器组件的示例性实施例的局部截面侧视图。

具体实施方式

空气清洁器组件可用于从经由例如空气进气系统进入内燃发动机的空气中移除碎屑，比如灰尘和尘土。发动机可用于给机器提供功率，所述机器比如例如任何类型的地面承载车辆（ground-borne vehicle），比如汽车、卡车、农业车辆、和/或施工车辆，比如例如轮式装载机、推土机、履带式拖拉机、挖掘机、平土机、允许在公路上行驶的载重车、禁止在公路上行驶的载重车、和/或本领域技术人员已知的任何其它的车辆类型。此外，发动机可给任何固定机器提供功率，比如例如用于产生电功率的发电机组或用于泵送比如水、天然气或石油的流体的泵。发动机可采用例如往复活塞内燃发动机的形式，比如火花点火发动机或压缩点火发动机、旋转发动机、燃气涡轮发动机、和/或由汽油、柴油燃料、生物柴油、乙醇、甲醇及其组合物提供功率的发动机。

如图1中所示，用于内燃发动机的示例性的空气进气系统10可包括用于给发动机提供空气的进气通道12。进气空气被吸引通过进气通道12并进入发动机中以与燃料混合并在燃烧室中协助燃烧。为了在空气进入燃烧室之前清洁空气，示例性的空气进气系统10包括空气清洁器组件14和形成进气通道12的进气导管16。在操作中，空气经由发动机的操作被吸引进入进气导管16中，所述进气导管16与空气清洁器组件14流动连通，在进气空气进入进气通道16和发动机的燃烧室之前，在所述空气清洁器组件14处从进气空气移除颗粒。例如，尤其如果发动机正在比如施工或采矿工作场地这样的布满灰尘的环境中被操作，那么从周围吸入的空气可能含有颗粒，比如灰尘和尘土。因此，空气清洁器组件14可用于移除颗粒物质中的至少一些，以防止过早地磨损或损坏发动机。

如图1和图2中所示，示例性的空气清洁器组件14包括构造成接收过滤元件20（图2）的过滤器壳体18。空气清洁器组件14还包括：与过滤器壳体18的入口端24相关联（例如，联接到过滤器壳体18的入口端24）的预清洁器22、和构造成选择性地利于从过滤器壳体18插入和移除过滤元件20的盖26。如图1和图2中所示，过滤器壳体18和/或盖26可包括构造成将盖26固定到过滤器壳体18的可选择性脱开的紧固件28。例如，紧固件28可包括构造成保持盖26牢固抵靠过滤器壳体18的配合表面的肘节样式（toggle-style）的锁。可以构想其它类型的紧固件。

示例性的预清洁器22包括预清洁器入口壳体30和多个入口端口32（见图5）。根据一些实施例，入口端口32包括旋风管，预清洁器构造成导致进入入口端口32的空气旋转，并从而从进入入口端口32的空气喷射相对大的颗粒。例如，当空气进入预清洁器入口壳体30时，一个或更多个空气引导翼片（fin）（例如，若干个固定叶片，未示出）可导致空气旋转并从空气喷射相对较大的颗粒。在所示的示例性实施例中，预清洁器入口壳体30包括与预清洁器22相关联的清扫端口34，其构造成准许从预清洁器入口壳体30移除相对较大的颗粒。根据一些实施例，阀36（例如，橡胶阀）可设置在清扫端口34处，用于经由清扫端口34从预清洁器入口壳体30移除收集的颗粒。一旦空气通过入口端口32，它就进入过滤器壳体18。

如图1、图2、图5和图6中所示，示例性的过滤器壳体18包括最接近预清洁器22的壳体入口38，用于在预清洁器22的下游接收空气。示例性的过滤器壳体18还包括壳体出口壁40，包括构造成联接到进气导管16的出口孔42。过滤器壳体还包括在壳体入口38与壳体出口壁40之间延伸的一对相对的壳体壁44。尤其，示例性的壳体壁44相对于过滤器壳体18在纵向方向D延伸。在所示的示例性实施例中，壳体壁44是大体平面的并且彼此大体平行。根据一些实施例，它们被构造成彼此的镜像。

如图5和图6中所示，壳体壁44中的至少一个包括内表面46，所述内表面46在壳体入口38与壳体出口壁40中间的位置处包括楔形接收部48。如以下更加详细说明的，楔形接收部48构造成与过滤元件20上的互补结构配合。楔形接收部48可采用例如槽、脊、肩部和/或一个或更多个突起的形式。在所示的示例性实施例中，楔形接收部48呈肩部的形式。根据一些实施例，相对的壳体壁44中的两者可包括楔形接收部48。

如图6中所示，壳体壁44中的一个或更多个可包括出口肩部50，其构造成提供用于邻接过滤元件20的一部分的密封表面。例如，如图6中所示，出口肩部50从壳体出口壁40的上边缘52相对于纵向方向D朝着联接壁54（例如，底壁）倾斜延伸，所述联接壁54例如沿着壳体壁44的各自的下边缘将相对的壳体壁44彼此联接。在所示的示例性实施例中，出口肩部50朝着壳体出口壁40与楔形接收部48中间的与联接壁54相关联的位置延伸。根据所示的示例性实施例，联接壁54是大体平面的并且在与纵向方向D大体平行的方向延伸。

如图2-4中所示，示例性的空气清洁器组件14包括过滤元件20，其构造成在空气已经通过预清洁器22之后移除空气中的颗粒物质。在所示的示例性实施例中，示例性的过滤元件20包括沿着过滤元件20的纵向轴线X（例如，与之间隔开并在与之平行的方向）延伸的第一对相对的壁56。在所示的示例性实施例中，第一对相对的壁56中的壁是大体平面的并且彼此大体平行。示例性的过滤元件20还包括沿着纵向轴线X（例如，与之间隔开并在与之平行的方向）延伸的第二对相对的壁58。第二对相对的壁58（例如，上壁和下壁）将第一对相对的壁56的各自的壁彼此联接。第一对和第二对相对的壁56和58在过滤元件20的入口端60与过滤元件20的出口端62之间在与纵向轴线X大体对准的方向产生流动通道。

示例性的过滤元件20还包括过滤介质64，该过滤介质64与过滤元件20相关联且构造成从流动通过流动通道的空气分离颗粒。例如，过滤介质64可包括褶皱的过滤纸和/或泡沫、和/或本领域技术人员已知的任何其它的过滤介质材料/类型和构造。在所示的示例性实施例中，过滤介质64与过滤元件20的出口端62相关联。

如图3和图4中所示，示例性的过滤元件20还包括与第一对相对的壁56中的至少一个相对的壁的外表面相关联的楔形元件66。楔形元件66构造成与过滤器壳体18的内表面配合。例如，楔形元件66构造成邻接壳体壁44中的至少一个的内表面46的楔形接收部48。根据一些实施例，第一对相对的壁56中的两个相对的壁包括相对的楔形元件66，其是彼此的镜像，并且两个壳体壁44包括对应的楔形接收部48。（多个）楔形元件66可采用例如构造成与对应的（多个）楔形接收部48配合的槽、脊、肩部、和/或一个或更多个突起的形式。

如图3和图4中所示，示例性过滤元件20的第一对相对的壁56中的壁包括在过滤元件20的出口端62处的各自的出口边缘68。在所示的示例性实施例中，各自的出口边缘68相对于纵向轴线X以第一倾斜角度α延伸。例如，第一角度α可从约30度到约80度的范围内变化，比如例如从约45度到约70度的范围内变化。如图6中所示，第一角度α对应于这样的角度：过滤器壳体18的出口肩部50相对于纵向方向D和纵向轴线X以该角度延伸。

如图3、图4和图6中所示，楔形元件66相对于纵向轴线X以第二倾斜角度β延伸。例如，第二角度β可从约100度到约150度的范围内变化，例如比如从约110度到约135度的范围内变化。如图6中所示，第二角度β对应于这样的角度：过滤器壳体18的楔形接收部48相对于纵向方向D和纵向轴线X以该角度延伸。

根据所示的示例性实施例，第一角度α和第二角度β是相对于纵向轴线X的倾斜角度，并且第一角度α和第二角度β彼此不同。例如，如所示的，第一角度α是相对于纵向轴线X的锐角，而第二角度β是相对于纵向轴线X的钝角。

示例性的过滤元件20包括与过滤元件20的出口端62相关联的密封构件70。如所示的，示例性的密封构件70构造成在过滤元件20的出口端62与包括至少过滤元件20和构造成接收过滤元件20的过滤器壳体18的空气清洁器组件14的另一个部件之间提供大体气密的密封。例如，密封构件70可构造成在过滤元件20的出口端62与过滤器壳体18的出口肩部50之间提供气密密封。密封构件70可包括提供此种密封的任何类型的材料，比如例如垫片材料、硅酮或聚合物胎圈（bead）、或其它类似的材料。

如图2和图3中所示的，过滤元件20的第一对相对的壁56中的相对的壁包括在过滤元件20的入口端60处的各自的入口边缘74。例如，如所示的，各自的入口边缘74以角度γ（图4）延伸，该角度γ相对于纵向轴线X大体垂直。根据所示的示例性实施例，过滤元件20包括构造成保护入口边缘74的与过滤元件20的入口端60相关联的边缘保护部76。根据一些实施例，边缘保护部76可构造成抵靠预清洁器入口壳体32的预清洁器壁78邻接。根据一些实施例，边缘保护部76可构造成与预清洁器壁78间隔开。边缘保护部76可由比如例如塑料或其它类似材料的材料形成。

根据一些实施例，过滤元件20可包括构造成利于从过滤器壳体18插入和移除过滤元件20的结构。例如，在图3和图4中所示的示例性实施例中，过滤元件20包括与第二对相对的壁58的相对的壁中的一个（例如，上壁）相关联的抓握部80。示例性的抓握部80构造成利于从过滤器壳体18容易地插入和移除过滤元件20。

如图6中所示，过滤元件20的楔形元件66（为了清晰以虚线示出）和过滤器壳体18的楔形接收部48构造成彼此配合以偏压过滤元件20的出口边缘68朝向壳体出口壁40。例如，当过滤元件20被接收或安装在过滤器壳体18中使得第二对相对的壁58中的较低的一个接近或到达过滤器壳体18的联接壁54时，楔形元件66经由例如抵靠楔形接收部48滑动或邻接楔形接收部48来接合楔形接收部48，这继而驱动过滤元件18朝着过滤器壳体18的壳体出口壁40。因此，过滤元件18的出口边缘68抵靠过滤器壳体20的出口肩部50按压，从而产生了过滤元件20与过滤器壳体18之间的密封表面。在包括过滤元件18的出口端62处的密封构件70的实施例中，可在过滤元件20与过滤器壳体18之间提供大体气密的密封。根据一些实施例，密封构件可设置在出口肩部50的面向过滤元件18的表面上。楔形元件66与楔形接收部48之间的配合会趋于抵靠出口肩部50压缩密封构件70，从而改善了过滤元件20与过滤器壳体18之间的密封。

在所示的示例性实施例中，过滤器壳体20包括在相对的壳体壁44之间的开口82，其构造成利于从过滤器壳体18插入和移除过滤元件20，并且空气清洁器组件14包括构造成关闭开口82的盖26。例如，盖26包括内侧面84，其构造成当过滤元件20被接收在过滤器壳体20中时邻接过滤元件20（例如，过滤元件20的上表面），并且盖26联接到过滤器壳体18以关闭开口82，使得过滤元件20的楔形元件66与过滤器壳体18的楔形接收部48配合，以偏压过滤元件18的出口边缘68朝向过滤器壳体18的壳体出口壁40。例如，盖26的内侧面84可包括当盖26经由例如紧固件28固定到过滤器壳体18时抵靠过滤元件18按压的突起或相似的结构。

根据一些实施例，例如，如图6中所示的，空气清洁器组件14可包括辅助（secondary）元件72（例如，安全元件），其构造成给空气清洁器组件14提供额外的过滤能力。例如，辅助元件72可如所示是大体平面的，并且可包括过滤介质和/或织带（webbing），其构造成例如在过滤元件20要么被损坏（例如，过滤介质64的一部分被损害或丢失）要么在过滤器壳体18中不存在过滤元件20的情况下防止碎屑进入出口孔42和进气导管16。在此种情况下，辅助元件72可暂时提供充分过滤以防止损坏发动机。根据一些实施例，辅助元件72可包括绕其周边延伸的密封构件。

图6中所示的示例性实施例包括示例性的辅助元件72，其被接收在例如出口肩部50的内周边内的凹部73（为了清晰以虚线示出）中。如以上指出的，过滤元件20的楔形元件66和过滤器壳体18的楔形接收部48构造成彼此配合以偏压过滤元件20的出口边缘68抵靠出口肩部50。尽管过滤元件20大体覆盖辅助元件72，然而其不一定与凹部73中的辅助元件72接触或抵靠凹部73中的辅助元件72按压。例如，根据一些实施例，辅助元件72在没有来自过滤元件20的任何协助的情况下被保持在过滤器壳体18的凹部73中。

工业适用性

本文公开的过滤元件和空气清洁器组件可用于从进入依靠空气流用于操作的机器的空气移除颗粒。例如，内燃发动机将空气和燃料结合用于燃烧，以产生可用于执行工作的功率，比如推进车辆和/或操作与车辆相关的其它装置。空气过滤器和空气清洁器组件可用于防止颗粒进入内燃发动机中，以降低或防止可导致内燃发动机的部件过早磨损或损坏的油和发动机的其它部件的污染。

根据一些实施例，过滤器壳体18、过滤元件20、和/或盖26可提供利于使过滤元件20易于维修的空气清洁器组件14，同时提供了有效的空气清洁器组件。例如，过滤器壳体18、过滤元件20、和/或盖26不具有容易损坏的或妨碍移除和更换空气清洁器组件14中的过滤元件20的附件。此外，楔形元件66和楔形接收部48的一些实施例可大体确保过滤元件20被按压朝向过滤器壳体18的壳体出口壁40，使得在过滤器壳体18与过滤元件20之间提供大体气密的密封。

对本领域技术人员将显而易见的是，可对示例性公开的过滤元件和空气清洁器组件作出各种修改和变型。从本说明书的考虑和示例性公开的实施例的实践，其它的实施例对本领域技术人员将是显而易见的。意图的是，本说明书和示例仅被作为示例方案考虑，真正的范围由下述权利要求及其等同方案表明。

Claims (10)

1.一种过滤元件（20），包含：

沿着所述过滤元件的纵向轴线（X）延伸的第一对相对的壁（56）；

沿着所述纵向轴线延伸的第二对相对的壁（58），所述第二对相对的壁将所述第一对相对的壁彼此联接，其中，所述第一对和第二对相对的壁在所述过滤元件的入口端（60）与所述过滤元件的出口端（62）之间在与所述纵向轴线大体对准的方向产生流动通道；

过滤介质（64），所述过滤介质（64）与所述过滤元件相关联并构造成从流动通过所述流动通道的空气分离颗粒；和

与所述第一对相对的壁中的至少一个相对的壁的外表面相关联的楔形元件（66），所述楔形元件构造成与构造成接收所述过滤元件的过滤器壳体（18）的内表面（46）配合；

其中，所述第一对相对的壁中的每个相对的壁在所述过滤元件的出口端处具有各自的出口边缘（68），其中，所述各自的出口边缘相对于所述纵向轴线以第一倾斜角度（α）延伸，并且

其中，过滤元件还包括与所述过滤元件的出口端相关联的密封构件（70），所述密封构件（70）构造成在所述过滤元件的出口端与包括至少所述过滤元件和过滤器壳体（18）的出口肩部（50）之间提供大体气密的密封，

其中，所述楔形元件相对于所述纵向轴线以第二角度（β）延伸，所述第一倾斜角度（α）和第二角度（β）彼此不同，并且其中，所述楔形元件包括以下中的至少一个：槽、脊、肩部，其中，楔形元件构造成与构造成接收过滤元件的过滤器壳体（18）的楔形接收部（48）配合，以将密封构件（70）抵靠所述过滤器壳体（18）的出口肩部（50）按压。

2.如权利要求1所述的过滤元件，其中，所述第二角度是倾斜角度。

3.如权利要求1-2中的任一项所述的过滤元件，其中，所述第一倾斜角度（α）是相对于所述纵向轴线的锐角，并且所述第二角度（β）是相对于所述纵向轴线的钝角。

4.如权利要求1所述的过滤元件，其中，所述第一对相对的壁中的每个相对的壁在所述过滤元件的入口端处具有各自的入口边缘（74），其中，所述各自的入口边缘以相对于所述纵向轴线大体垂直的角度（γ）延伸。

5.如权利要求1所述的过滤元件，其中，所述过滤介质与所述过滤元件的出口端相关联。

6.如权利要求1所述的过滤元件，还包括与所述第二对相对的壁的相对的壁中的一个相关联的抓握部（80），所述抓握部构造成利于从过滤器壳体插入和移除所述过滤元件。

7.一种空气清洁器组件（14），包含：

构造成接收过滤元件的过滤器壳体（18），所述过滤器壳体包括：

壳体入口（38），

壳体出口壁（40），包括构造成联接到空气进气导管（16）的出口孔（42），

在所述壳体入口与所述壳体出口壁之间延伸的一对相对的壳体壁（44），所述一对相对的壳体壁中的至少一个相对的壳体壁包括内表面（46），所述内表面（46）包括楔形接收部（48），并且所述一对相对的壳体壁中的至少一个相对的壳体壁包括出口肩部（50）；和

被接收在所述过滤器壳体中的根据权利要求1-6中的任一项所述的过滤元件。

8.如权利要求7所述的空气清洁器组件（14），其中，过滤器壳体（18）的楔形接收部（48）构造成与楔形元件配合，以将密封构件（70）抵靠出口肩部（50）按压。

9.如权利要求7所述的空气清洁器组件，其中，所述过滤器壳体包括在所述一对相对的壳体壁之间的开口（82），所述开口（82）构造成利于从所述过滤器壳体插入和移除所述过滤元件，并且其中，所述空气清洁器组件还包括构造成关闭所述开口的盖（26）。

10.如权利要求9所述的空气清洁器组件，其中，所述盖包括构造成当所述过滤元件被接收在所述过滤器壳体中时邻接所述过滤元件的内侧面（84），并且所述盖联接到所述过滤器壳体以关闭所述开口，使得所述过滤元件的楔形元件与所述过滤器壳体的楔形接收部配合，以偏压所述过滤元件的出口边缘朝向所述过滤器壳体的壳体出口壁（40）。

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