CN108421338B - 用于排气阀组合件的空气过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于排气阀组合件的空气过滤器。具体提供了一种空气过滤器组合件，所述空气过滤器组合件包括具有折叠过滤器的空气过滤器元件以及在任一端并入以防止污染物绕过所述过滤器的密封件。所述空气过滤器组合件包括过滤器盖；第一、第二和第三密封件；以及具有大直径和低微米额定值的空气过滤器元件。

Description

用于排气阀组合件的空气过滤器
技术领域
本公开一般涉及气动致动阀，且更具体地说，涉及用于排气系统中的气动致动阀的过滤器。
背景技术
来自发动机的压缩机级的飞机发动机排放空气经常在飞机内改道以用于多种用途，包括发动机的内部冷却，交叉起动第二发动机，防冰目的，气动致动器以及许多其它用途。通常，排放空气必须被调节或引导以用于另一系统中。因此，排气阀组合件用于在飞机上其它地方使用之前引导和控制排放空气。具体来说，排气阀组合件使用空气过滤器来筛分排放空气。
如本领域中发现的典型的排气组合件是具有阀过滤器的排气系统，阀过滤器由金属丝网或烧结金属筛网构成。对于气动阀，金属丝网或烧结金属筛网安装至孔中并构成顶帽样式。在这种配置中，阀法兰是弹簧负载的以便安放和固定过滤器元件。这种配置由于配置的直径受限制而具有有限的过滤能力。另外，过滤器的微米额定值受到限制，因为阀将迅速堵塞。最后，这种类型的现有技术的过滤器在堵塞时抵着弹簧负载升高，这导致颗粒完全绕过过滤器元件。
发明内容
一种空气过滤器组合件包括：过滤器盖；空气过滤器元件，所述空气过滤器元件的直径在1.400与1.420英寸之间的范围内，所述空气过滤器元件的绝对微米额定值为5微米；第一密封件，所述第一密封件密封地啮合至所述过滤器盖和所述空气过滤器元件；第二密封件，所述第二密封件密封地啮合至所述过滤器盖和所述空气过滤器元件；以及第三密封件，所述第三密封件在入口流动路径附近密封地啮合至所述空气过滤器元件和外壳。
一种过滤进入的排放空气的方法包括：从发动机接收排放空气；经由入口路径运送所述排放空气；经由绝对微米额定值为5微米的空气过滤器元件过滤所述排放空气；以及经由出口路径递送所述排放空气。
附图说明
图1是阀组合件的分解透视图。
图2是图1中的阀组合件的示意性横截面图。
具体实施方式
用于气动阀的改进的过滤方法越来越重要。过滤污染物频繁地堵塞阀，从而导致阀系统的寿命降低，且故障率增加。具有更大直径，更小微米额定值的过滤器元件以及更好的密封系统的容量增大的阀组合件可以防止故障并且比现有设计更有效。
图1是阀组合件10的分解透视图。组合件10包括过滤器盖14、第一密封件16、第二密封件18、空气过滤器元件20和第三密封件22。过滤器盖14是金属的，并且可以由镍合金制成。过滤器盖14位于组合件10的一端，并且结合外壳12(在图2中示出)保持阀组合件10内的压力。取决于系统的确切需要，空气过滤器组合件10的总长度可以在约2.025英寸与约2.045英寸之间。
第一和第二密封件16、18位于过滤器盖14与空气过滤器元件20之间。第一和第二密封件16、18是C形密封件，在一个实施方案中由金属制成，并且可以由镍合金(诸如例如Inconel 718)制成。密封件16、18被压缩在过滤器盖14与空气过滤器元件20之间并密封过滤器盖14和空气过滤器元件20两者以防止流体泄漏。第一密封件16的直径大于第二密封件18。第一密封件16被配置成防止经过空气过滤器元件20的流体或污染物的外部泄漏，而第二密封件18被配置成防止污染物在空气过滤器元件20周围绕过。
空气过滤器元件20通过组合件10的出口侧上的第一和第二密封件16、18联接至过滤器盖14。与过滤器盖14相对，空气过滤器元件20连接至组合件10的入口侧上的第三密封件22。空气过滤器元件20可以由金属合金(诸如最低温度能力为1100华氏度的高温钴或镍基合金)制成，并且可以具有约1.645英寸的长度，这允许有效地过滤污染物。空气过滤器元件20是高容量折叠过滤器，其最小有效过滤面积为10平方英寸。与本领域中发现的扁平过滤器相比，过滤器的折叠性质允许污染物可以粘附的更大表面积。传统的非折叠过滤器仅捕获某一大小的污染物，而折叠过滤器具有更高的效率。总的来说，空气过滤器元件20的过滤面积比用于过滤排放空气的典型空气过滤器元件大大约三十倍。这允许过滤器元件20具有高表面积，从而增大组合件的容量，并且在使用时维持长的使用寿命。
另外，与已知技术相比，组合件10的空气过滤器元件20使用更细的网眼过滤。微米额定值通常用于指示流体过滤器按颗粒尺寸去除污染物的能力。因此，较小的微米额定值意味着较小的颗粒在经过过滤器时可以被去除。标称微米额定值表示过滤器以50%与90%之间的效率捕获特定大小的颗粒的能力。相比之下，绝对微米额定值意味着过滤器能够去除特定大小的颗粒的至少98%。在本领域中，约17微米的绝对微米额定值已经用于类似的排放空气过滤器组合件中。在组合件10中，网眼过滤的绝对微米额定值为5。因此，这个过滤器与现有技术相比捕捉显著更多的污染物。
空气过滤器元件20可以具有这样的低绝对微米额定值，这部分是因为组合件10的直径D2(在图2中示出)。组合件10的直径D2大于本领域公开的其它过滤器。组合件10的直径D2总体上在约1.495与约1.505英寸之间。空气过滤器元件20的直径D1在1.400英寸与1.420英寸之间(在图2中示出)。通常，现有技术的过滤器的直径范围从.225英寸到.710英寸。在组合件10中，如果直径太小，则组合件10的寿命缩短，并且空气过滤器元件20迅速堵塞。但是，如果直径太大，则从空气过滤器元件20导出的出口流动路径被阻塞。空气过滤器元件20的长度L1在1.480英寸与1.500英寸之间，在图2中示出。空气过滤器组合件10的长度L2在2.025英寸与2.045英寸之间(在图2中示出)。
第三密封件22也是金属C形密封件，其位于组合件10的入口处。C形密封件是可以形成以适应特定直径和系统的弹性金属密封件。第三密封件22防止污染物绕过空气过滤器元件20。第三密封件22连接至阀外壳12(在图2中示出)。密封件16、18和22与空气过滤器元件20和外壳12介接以密封组合件10。密封件16、18和22在每一端并入以防止污染物绕过组合件10。
图2是图1中的阀组合件的示意性横截面图。阀组合件10包括与图1相同的部件，并且另外通过示出阀外壳12，入口流动路径24以及第一和第二出口流动路径26、28来突出组合件10中的流体流动。
在阀组合件10中，过滤器盖14、第一密封件16、第二密封件18、空气过滤器元件20和第三密封件22被阀外壳23包围。流体经由入口流动路径24(由进入的箭头所示)进入组合件10。通常，流体是来自发动机的压缩机区域的高度污染的排放空气。流体流经分离器，分离器在流体流入组合件10中之前去除大的碎屑(大小大于40微米)。流体流动通过第三密封件22至空气过滤器元件20，在空气过滤器元件20处流体被过滤并且污染物与流体分离。第一和第二出口流动路径26、28由圆形钻孔路径(经由钻孔方法形成的路径)制成，圆形钻孔路径被设计成引导流出的过滤后流体。过滤后的流出流体取决于系统的需要而从第一或第二出口流动路径26、28流出至不同位置。
组合件10由于其大直径，低微米额定值的过滤器元件和密封系统而为高效的，所述过滤器元件和密封系统一起更好地过滤进入的排放空气并防止泄漏。组合件10的设计有几个方面。首先，过滤器元件的大直径允许阀系统具有高容量，从而提高组件的耐久性。由于直径增大，过滤器元件堵塞需要较长时间。第二，过滤器元件的构造允许较低的微米额定值，这保护下游组件并允许阀组合件具有更长寿命。最后，当过滤器堵塞时，阀系统不会升高或在过滤器周围允许流动路径。由于过滤器元件周围的密封，不存在轴向插塞负载。
出于几个理由，阀组合件的增大的容量和寿命是至关重要的。首先，用于排放空气控制的阀组合件是相对昂贵的部件，因为它必须是钎焊或焊接的组合件。第二，存在高的更换成本因子；这些部件通常在阀检修时被更换。最后，对空气过滤器元件的保护允许整体上对组合件的更好控制和寿命。
可能实施方案的讨论。
以下是本发明的可能的实施方案的非排它性描述。
一种空气过滤器组合件包括：过滤器盖；空气过滤器元件，所述空气过滤器元件的直径在1.400与1.420英寸之间的范围内，所述空气过滤器元件的绝对微米额定值为5微米；第一密封件，所述第一密封件密封地啮合至所述过滤器盖和所述空气过滤器元件；第二密封件，所述第二密封件密封地啮合至所述过滤器盖和所述空气过滤器元件；以及第三密封件，所述第三密封件在入口流动路径附近密封地啮合至所述空气过滤器元件和外壳。
前面段落的组合件可以任选地额外地和/或可选地包括以下特征、配置和/或额外组件中的任何一个或多个：
所述空气过滤器元件包括高容量折叠过滤器。
所述空气过滤器组合件的长度在2.025英寸与2.045英寸之间。
所述空气过滤器元件的长度在1.480英寸与1.500英寸之间。
所述空气过滤器组合件的直径在1.495英寸与1.505英寸之间。
所述空气过滤器元件由选自由镍、钴或其合金组成的组的材料制成。
所述第一、第二和第三密封件由选自由镍、钴或其合金组成的组的材料制成。
所述空气过滤器组合件包括从排放空气源延伸至所述空气过滤器元件的至少一个圆形钻孔路径。
所述空气过滤器组合件包括从所述空气过滤器元件延伸至第一出口的第一圆形钻孔路径。
所述空气过滤器包括从所述空气过滤器元件延伸至第二出口的第二圆形钻孔路径。
一种过滤进入的排放空气的方法包括：从发动机接收排放空气；经由入口路径运送所述排放空气；经由绝对微米额定值为5微米的空气过滤器元件过滤所述排放空气；以及经由出口路径递送所述排放空气。
前面段落的方法可以任选地额外地和/或可选地包括以下特征、配置和/或额外组件中的任何一个或多个：
所述方法包括在经由入口路径运送所述排放空气之前使所述排放空气经过额定值为40微米的分离器。
密封所述空气过滤器元件使得从所述空气过滤器元件泄漏出来的排放空气是可忽略的。
虽然已经参照示例性实施方案描述了本发明，但本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变并且等效物可以取代其中的元件。另外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以进行许多修改来使具体情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明无意限于所公开的具体实施方案，而是本发明将包括落在所附权利要求书的范围内的所有实施方案。

Claims (14)

1.一种空气过滤器组合件，所述空气过滤器布置包括：
过滤器盖；
空气过滤器元件，所述空气过滤器元件的直径在1.400与1.420英寸之间的范围内，所述空气过滤器元件的绝对微米额定值为5微米，其中，所述空气过滤器元件包括高容量折叠过滤器；
第一密封件，所述第一密封件密封地啮合至所述过滤器盖和所述空气过滤器元件；
第二密封件，所述第二密封件密封地啮合至所述过滤器盖和所述空气过滤器元件；以及
第三密封件，所述第三密封件在入口流动路径附近密封地啮合至所述空气过滤器元件和外壳。
2.如权利要求1所述的空气过滤器组合件，其中所述空气过滤器组合件的长度在2.025英寸与2.045英寸之间。
3.如权利要求1所述的空气过滤器组合件，其中所述空气过滤器元件的长度在1.480英寸与1.500英寸之间。
4.如权利要求1所述的空气过滤器组合件，其中所述空气过滤器组合件的直径在1.495英寸与1.505英寸之间。
5.如权利要求1所述的空气过滤器组合件，其中所述空气过滤器元件由选自由镍、钴或其合金组成的组的材料制成。
6.如权利要求1所述的空气过滤器组合件，其中所述第一、第二和第三密封件由选自由镍、钴或其合金组成的组的材料制成。
7.如权利要求1所述的空气过滤器组合件，所述空气过滤器组合件还包括从排放空气源延伸至所述空气过滤器元件的至少一个圆形钻孔路径。
8.如权利要求1所述的空气过滤器组合件，所述空气过滤器组合件还包括从所述空气过滤器元件延伸至第一出口的第一圆形钻孔路径。
9.如权利要求8所述的空气过滤器组合件，所述空气过滤器组合件还包括从所述空气过滤器元件延伸至第二出口的第二圆形钻孔路径。
10.一种过滤进入的排放空气的方法，所述方法包括：
从发动机接收排放空气；
经由入口路径运送所述排放空气；
经由空气过滤器布置过滤所述排放空气，所述空气过滤器布置包括：
过滤器盖；
空气过滤器元件，所述空气过滤器元件的直径在1.400与1.420英寸之间的范围内，所述空气过滤器元件的绝对微米额定值为5微米，其中，所述空气过滤器元件包括高容量折叠过滤器；
第一密封件，所述第一密封件密封地啮合至所述过滤器盖和所述空气过滤器元件；
第二密封件，所述第二密封件密封地啮合至所述过滤器盖和所述空气过滤器元件；以及
第三密封件，所述第三密封件在入口流动路径附近密封地啮合至所述空气过滤器元件和外壳；以及
经由出口路径递送所述排放空气。
11.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括在经由入口路径运送所述排放空气之前使所述排放空气经过额定值为40微米的分离器。
12.如权利要求10所述的方法，其中密封所述空气过滤器元件使得从所述空气过滤器元件泄漏出来的排放空气是可忽略的。
13.一种空气过滤器布置，所述空气过滤器布置包括：
过滤器盖；
空气过滤器元件，所述空气过滤器元件的直径在1.400与1.420英寸之间的范围内，所述空气过滤器元件的绝对微米额定值为5微米，其中，所述空气过滤器元件包括高容量折叠过滤器；
第一密封件，所述第一密封件密封地啮合至所述过滤器盖和所述空气过滤器元件；
第二密封件，所述第二密封件密封地啮合至所述过滤器盖和所述空气过滤器元件；以及
第三密封件，所述第三密封件在入口流动路径附近密封地啮合至所述空气过滤器元件和外壳；
其中，所述第一密封件具有比所述第二密封件更大的直径，并且所述第一密封件被配置成防止经过所述空气过滤器元件的流体或污染物的外部泄漏，并且所述第二密封件被配置成防止污染物在所述空气过滤器元件周围绕过。
14.如权利要求13所述的空气过滤器布置，其中，所述空气过滤器元件由选自由镍、钴或其合金组成的组的材料制成，并且所述第一、第二和第三密封件由选自由镍、钴或其合金组成的组的材料制成。
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