CN108778447B - 互锁稳定的过滤器组件 - Google Patents

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Abstract

公开一种过滤器组件，其包括具有壳体互锁特征的过滤器壳体，具有过滤器盖互锁特征的过滤器盖，以及具有过滤器元件互锁特征的过滤器元件。过滤器元件可定位在过滤器壳体内，并且过滤器盖可附接到过滤器元件和过滤器壳体中的至少一个的顶部。壳体互锁特征，当过滤器壳体，过滤器盖和过滤器元件组装在一起时，过滤器盖互锁特征和过滤器元件互锁特征可彼此互锁，并且沿着过滤器元件的至少一侧以非平面构造延伸。

Description

互锁稳定的过滤器组件
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2016年3月18日提交的，专利号为62/310，330的美国临时专利申请的权益，并且其整体引入本文作为参考。
技术领域
本发明一般涉及空气过滤系统，用于与内燃机等一起使用。
背景
许多常规过滤系统已经使用的具有沿着过滤系统的过滤器壳体的整个内圆周以轴向压缩或径向压缩构造定位的弹性材料密封构件。这种布置允许过滤系统的质量在过滤器壳体的端部处自由振动。许多这样的过滤系统还包括过滤系统的各种元件和昂贵的塑料端盖之间的平面密封。因此，这种过滤系统不具有高稳定性并且制造起来相对昂贵。
发明内容
各种实施例提供了一种过滤器组件，其包括具有壳体互锁特征的过滤器壳体，具有过滤器盖互锁特征的过滤器盖，以及具有过滤器元件互锁特征的过滤器元件。过滤器元件可定位在过滤器壳体内，并且过滤器盖可附接到过滤器元件和过滤器壳体中的至少一个的顶部。当过滤器壳体，过滤器盖和过滤器元件组装在一起时，壳体互锁特征，过滤器盖互锁特征和过滤器元件互锁特征可彼此互锁，并且沿着过滤器元件的至少一侧以非平面构造延伸。。
其它实施例提供了一种过滤器组件，其包括过滤器壳体，该过滤器壳体具有在过滤器壳体的侧壁的内侧凹入的容器和具有从过滤器元件的侧壁的外侧延伸的突出部的过滤器元件。当过滤器元件定位在过滤器壳体内时，突出部可插入到容器中。
仍是其它实施方式提供了包括过滤器壳体，过滤器盖，可定位在过滤器壳体内的过滤器元件，以及位于过滤器壳体内的内锁定特征的过滤器组件。过滤器盖可附接到过滤器元件和/或过滤器壳体中的至少一个的顶部。内锁定特征可与过滤器元件互锁，使得过滤器元件在过滤器壳体内保持在位。
其他实施例提供了一种过滤器元件，其包括过滤介质和过滤器元件互锁特征，该过滤器元件互锁特征沿着过滤介质的至少一侧以非平面构造延伸。过滤器元件可定位在过滤器壳体内，使得过滤器元件互锁特征与过滤器壳体的壳体互锁特征互锁。
通过以下结合附图的详细描述，这些特征和其他特征以及其组织和操作方式将变得显而易见，其中，在下面描述的几个附图中，相同的元件具有相同的标号。
附图说明
图1A是根据一个实施例的过滤器组件的透视图。
图1B是图1A的过滤器组件的分解透视图。
图2A是图1A的过滤器组件的横截面视图。
图2B是图2A的一部分的特写图。
图3A是根据另一实施例的过滤器组件的透视图。
图3B是图3A的过滤器组件的俯视图。
图4A是根据一个实施例的可设置在过滤器组件中的过滤器元件的透视图。
图4B是根据另一实施例的可设置在过滤器组件中的过滤器元件的透视图。
图5是根据又一个实施例的可设置在过滤器组件中的过滤器元件的透视图。
图6A是根据一个实施例的过滤器组件的透视图。
图6B是图6A的过滤器组件的前视图。
图7A是根据一个实施例可以设置在图6A的过滤器组件中的过滤器元件的透视图。
图7B是图7A的过滤器元件的前视图。
图8是根据一个实施例的过滤器元件和过滤器壳体的分解图。
图9是根据另一实施例的过滤器元件和过滤器壳体的横截面视前视图。
图10A是根据又一实施例的过滤器元件和过滤器壳体的横截面透视图。
图10B是根据又一实施例的过滤器元件和过滤器壳体的横截面透视图。
图11A是根据另一实施例的过滤器组件的透视图。
图11B是图11A的过滤器组件的侧视图。
图11C是图11A的过滤器组件的分解透视图。
图11D是可设置在图11A的过滤器组件中的过滤器元件的透视图。
图12是根据一个实施例的过滤器元件的透视图。
图13是根据另一实施例的过滤器元件的透视图。
图14是根据又一实施例的过滤器元件的透视图。
图15是根据又一实施例的过滤器元件的透视图。
图16A是根据一个实施例的过滤器组件的横截面视图。
图16B是图16A的过滤器组件的分解图。
图16C是图16A的过滤器组件的16C部分的横截面视图。
图17A是根据另一实施例的过滤器组件的横截面视图。
图17B是图17A的过滤器组件的分解图。
图18A是根据又一实施例的过滤器组件的横截面视图。
图18B是图18A的过滤器组件的分解图。
图19A是根据又一实施例的过滤器组件的横截面视图。
图19B是图19A的过滤器组件的分解图。
图20A是根据另一实施例的过滤器组件的横截面视图。
图20B是图20A的过滤器组件的分解图。
具体实施方式
总体上参考附图，本文公开的各种实施例涉及一种过滤器组件，例如空气过滤器组件，其包括过滤器壳体，过滤器盖和过滤器元件。过滤器元件可以可拆卸地定位在过滤器壳体内，并且过滤器盖可以与过滤器壳体形成密封或将过滤器元件固定在过滤器壳体内。过滤器组件包括如本文进一步描述的互锁特征和/或内锁定特征。
过滤器组件
如图1A-1B所示，过滤器组件20包括过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50，它们互锁在一起以形成过滤器组件20。如本文进一步所述，每个过滤器壳体30的壳体互锁特征34，，过滤器元件40的过滤器元件互锁特征44和过滤器盖50的过滤器盖互锁特征54分别彼此互锁，以在过滤器组件20内形成坚固的密封。
图11A-11D示出了过滤器组件20的另一实施例，其也包括过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50。图11A-11D中所示的特征与图1A-1B中所示的实施例相比基本相同，并且使用相同的数字。然而，图11A-11D中所示的实施例与图1A-1B中的实施例不同在于图11A-11D中的过滤器组件的横截面基本上是圆的或圆形的，而图1A-1B中的过滤器组件的横截面基本上是矩形的。图14和15也示出了具有圆形横截面的过滤器元件40的实施例，以及图18A-20B示出了具有圆形横截面的过滤器组件20的另一实施例。
根据所需的用途和配置，过滤器组件20及其各种部件可具有各种不同的形状。例如，在图1A-1B所示的实施例中，过滤器组件20(和过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50)具有基本上矩形的横截面。因此，过滤器组件20的过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50中的每一个具有相应的形状，以便彼此配合。另一方面，在图11A-11D所示的实施例中，过滤器组件20(以及过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50)基本上是圆柱形的(例如，具有基本上圆形的横截面)。然而，还应理解，过滤器组件20可具有各种其他形状。例如，过滤器组件20可具有基本上椭圆形，三角形，跑道(race-track)或任何其他形状的横截面。无论过滤器组件20的整体形状如何，过滤器组件20仍然包括各种互锁特征(如本文进一步描述的)。
依据过滤器组件20(即，过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50)的整体形状，过滤器组件20的各种部件可以是不同布置的一部分。例如，如果过滤器组件20的横截面基本上是矩形的(如图1B所示)，则过滤器壳体30的侧壁32，过滤器元件40的侧壁62和过滤器盖50的侧壁52沿过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50的各自端壁延伸。如果过滤器组件20的横截面基本上是圆形的(如图11C所示)，过滤器壳体30的侧壁32，过滤器元件40的侧壁62和过滤器盖50的侧壁52沿各自的圆周壁延伸，该圆周壁至少部分地围绕过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50的各自周边。
过滤器壳体
过滤器壳体30被配置为至少部分地容纳过滤器元件40。因此，过滤器壳体30至少部分地围绕过滤器元件40以及过滤器盖50覆盖过滤器元件40的剩余部分。如本文进一步描述，过滤器壳体30可包括壳体内部锁定或互锁特征34，其与过滤器元件40的过滤器元件互锁特征44和/或过滤器盖50的过滤器盖互锁特征54互锁以形成过滤器组件元件之间的密封并将过滤器组件20保持在一起。
过滤器盖
维修(service)或过滤器盖50可与过滤器壳体30接合，互锁或形成密封，以将过滤器元件40固定在过滤器壳体30内并在引起过滤器组件20的恶劣振动或颠簸的环境下帮助稳定过滤器密封构件46。通过允许过滤器盖50与过滤器壳体30互锁，过滤器盖50帮助减少过滤器密封构件46上的应力负荷，并降低在过滤器密封构件46上的磨损。
根据图1B所示的一个实施例，过滤器盖50包括顶部58和侧壁52，侧壁52基本上垂直于顶部58延伸，使得顶部58和侧壁52覆盖过滤器元件40的不同侧。顶部58覆盖过滤器元件40的顶侧，并且侧壁52重叠或部分地覆盖过滤器元件40的侧壁62。
如本文进一步所述，过滤器盖50可包括盖内部锁定或互锁特征54，其可与过滤器元件40的过滤器元件互锁特征44和/或过滤器壳体30的壳体互锁特征34互锁以将过滤器组件20固定在一起。过滤器盖互锁特征54可以沿过滤器盖50的下边缘或外周边(例如，沿着顶部58和侧壁52)延伸，以与过滤器元件40的过滤器密封构件46互锁。
过滤器组件20可以可选地包括附加的密封机构，以进一步增加过滤器壳体30和过滤器盖50之间的密封力。例如，如图3A-3B所示，过滤器盖50包括沿过滤器盖50的周边的连接元件56，连接元件56构造成将过滤器盖50附接到过滤器壳体30。连接元件56可包括螺栓连接件，卡扣配合元件或线形夹并且可以延伸穿过过滤器盖50和过滤器壳体30上的孔。
如图16C所示，过滤器盖50可包括盖互锁舌97和密封增强珠96，盖互锁舌97用以改善由过滤器密封构件46形成的密封，密封增强珠96位于盖互锁特征54的底部区域上，其还可通过进一步压缩过滤器密封构件46来改善密封。
另外，如图16A-16C和18A-19B所示，盖互锁特征54可以完全配合在壳体互锁特征34内，以提供可靠的密封。因此，过滤器盖互锁特征53的两侧和底部可以被壳体互锁特征34覆盖，以便将过滤器盖50锁定到过滤器壳体30并防止过滤器盖50向外移动。
滤波器元件
过滤器元件40包括用于过滤流过过滤器组件20的流体的过滤介质42。因此，过滤器元件40定位在过滤器壳体30内(例如在过滤器壳体30和过滤器盖50之间，如图1B所示)。通过将过滤器盖50附接到过滤器壳体30，过滤器元件40结合并固定在壳体30内。如本文进一步所述，过滤器元件40可包括过滤器元件内部锁定或互锁特征44，其可与过滤器盖50的过滤器盖互锁特征54和/或过滤器壳体30的壳体互锁特征34互锁，以将过滤器组件20固定在一起。
过滤器元件40可具有各种不同的配置，这取决于所需的过滤类型。例如，过滤器元件40可包括圆形或跑道形状的盘绕过滤介质，平板的(panelettes)，堆叠的过滤介质(如图4A-4B所示)，或直流V型过滤介质(如图5所示)。各种不同类型的过滤器元件40在同一过滤器壳体30内是可互换的。
过滤器元件40的一侧或端部，例如过滤器元件40的顶侧，可以限定过滤器元件40的主密封平面48。主密封平面48基本上平行于x-z平面(如图1B所示)并且可以沿着过滤器元件40的顶部的上表面延伸。主密封平面48也可以基本上垂直于过滤器元件40的侧壁62(尽管侧壁62也可以限定与主密封平面48的非垂直角度)。根据一个实施例，具有主密封平面48的过滤器元件40的顶部可以对应于过滤器元件40的入口或出口。
如图1B所示，为了组装过滤器组件20，过滤器元件40的底侧(例如，与限定主密封平面48的过滤器元件40的顶侧相对的一侧)插入过滤器壳体30中。然后将过滤器盖50放置在过滤器元件40的顶侧上，使得过滤器盖50的顶部58沿着(例如，紧挨着并平行于)过滤器元件40的顶侧(主密封平面48)延伸并且基本上覆盖过滤器元件40的顶侧(主密封平面48)。因此，过滤器盖50的侧壁52沿着过滤器元件40侧壁62延伸。
如图4A-4B所示，过滤器元件40包括过滤器密封构件46，过滤器密封构件46沿着过滤器元件40的外侧部分定位并且构造成与过滤器壳体30和过滤器盖50附接。为了将过滤器组件20保持在一起，过滤器密封构件46围绕整个过滤器元件40延伸，并与过滤器壳体30的整个周边和过滤器盖50的整个周边相接。过滤器密封构件46可由各种不同的材料构成，包括但不限于聚氨酯(例如固体聚氨酯柔性密封件)。根据一个实施例，过滤器密封构件46可包括过滤器元件互锁特征44，以便与过滤器壳体30和过滤器盖50互锁。如图16C所示，过滤器密封构件46的柔性允许过滤器元件互锁特征44在壳体互锁特征34的壳体腔36内形成具有弯曲柔度的U形横截面。
具有过滤器元件互锁特征44的过滤器密封构件46，可以以各种不同的形状配置，并且可以偏离主密封平面48或与主密封平面48对应，例如，根据图4A所示的一个实施例，通过过滤器密封构件46在主密封平面48内沿着过滤器元件40的顶部的至少一部分延伸并沿着某些其他部分从主密封平面48偏离，过滤器密封构件46是非平面的或是曲面的。因此，当过滤器元件40包括至少两个侧壁(例如，具有基本上矩形的横截面)时，过滤器密封构件46沿着过滤器元件40一部分(例如，沿着两侧)的过滤器元件40的周边和上边缘延伸并保持在主密封平面48内。过滤器密封构件46沿着过滤器元件40的另外两个侧面中的至少一个(例如，沿着侧壁62)从主密封平面48偏离，并沿着过滤器元件40的端部，端部面板或侧壁62的长度的至少一部分延伸，从而产生了过滤器密封构件46的非平面形状。当过滤器元件40具有基本上为圆形的横截面，过滤器元件互锁特征44沿着过滤器元件40的外周边的一部分保持在主密封平面48中，并且沿着过滤器元件40的外周边的至少另一部分从主密封平面48偏离。过滤器密封构件46的从主密封平面48偏离并沿着侧壁62延伸的部分可以是过滤器元件互锁部件44。
根据图4B所示的另一实施例，过滤器密封构件46(和过滤器元件互锁特征44)是平面的并且完全在主密封平面48内延伸。因此，过滤器密封构件46沿着主密封平面48内的过滤器元件40的一端的整个周边或上边缘延伸。
根据如图13,15,16B，18B和19B所示的一个实施例，过滤器元件互锁特征44和过滤器元件40的主密封平面48之间的区域限定了过滤器元件腔47，该过滤器元件腔47为盖互锁特征54提供了安装其内的区域。如图16A-16B，18A-18B和19A-19B所示，盖互锁特征54配置为安装在过滤器元件腔47内，以允许过滤器元件40和过滤器盖50密封在一起。过滤器元件互锁特征44下方的区域与过滤器壳体30互锁。
根据如图12,14,17B和20B所示的另一实施例，过滤器元件40的过滤器密封构件46包括在过滤器元件40的过滤器元件互锁特征44和主密封平面48之间的区域中的平面密封特征或侧密封构件64。该侧密封构件64在过滤器元件互锁特征44和主密封平面48之间的整个区域填充有另外的密封材料。侧密封构件64沿着过滤器元件40的侧壁62以基本上平面的方式延伸(并且如果以弯曲的方式延伸，则可以匹配过滤介质42的曲率)。过滤器元件互锁特征44仍然下方的区域仍与过滤器壳体30互锁。
当过滤介质42变湿和变脏并且处于真空塌陷情况下时，侧密封构件64可以防止过滤器元件40的侧壁62轻微向内弯曲。另外，如图17A-17B和20A-20B所示，侧密封构件64可以允许过滤器盖50密封地附接到过滤器壳体30和过滤器元件40，过滤器盖50不包括盖互锁特征54并且不与壳体互锁特征34或过滤器元件互锁特征44互锁。
侧密封构件64可以由各种不同的材料组成。侧壁可包括一种材料或可包括两种材料(例如，硬聚氨酯以形成端盖和较聚氨酯形成密封区域)。另外，侧壁可以是单独的部件，其由垫圈型材料(即三元乙丙橡胶，氢化丁腈橡胶，氯丁橡胶等)模制并安装到过滤器元件40的其余部分上。
互锁特征
过滤器壳体30上的三维壳体互锁特征34，在过滤器元件40上的过滤器元件互锁特征44和在过滤器盖50上的过滤器盖互锁特征54可沿着过滤器组件20的密封界面彼此互锁并当过滤器组件元件(例如，过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50)组装在一起并彼此附接时，在过滤器组件元件之间形成密封。互锁特征34,44,54(例如，“拱形隆起”)为过滤器元件40提供质量稳定性。
过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50之间的(由壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54形成的)三维密封界面与传统的过滤器组件相比，可以改善整个系统功能的密封完整性和稳定性，并在过滤器组件20内提供更坚固的密封。壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54可以在正常使用期间或在严重的振动环境中最小化和控制在过滤器组件20内的过滤器元件40的任何移动。例如，壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54可以防止在组装过滤器组件20时过滤器元件40在x，y或z方向上自由移动。壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54还可以在高振荡输入负载下以及在强烈振动负载期间稳定过滤器元件40的质心运动和重心，同时保持过滤器组件20的过滤器密封完整性。由于过滤器元件40的振动减小，因此可以减少过滤器组件密封件磨损或失效的问题。壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54还可以允许操作者容易地将过滤器元件40组装在过滤器组件20内。此外，过滤器组件20的壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54也是低成本的，且过滤器组件不再需要昂贵的塑料端盖，从而产生低成本的过滤器组件20。
如图1B和2A-2B和11C-11D所示，过滤器元件40安装到过滤器壳体30的顶部，并且过滤器盖50安装在过滤器元件40的顶部上和上方。过滤器盖50附接到过滤器元件40和/或过滤器壳体30中的至少一个的顶部。因此，壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54分别位于相应各自的过滤器壳体30的侧壁32，过滤器元件40(例如，过滤器元件40的侧壁62)和过滤器盖50(例如，过滤器盖50的侧壁52)上，并且因此可以在彼此顶部堆叠。例如，过滤器元件互锁特征44定位在过滤器元件40的侧壁62上。壳体互锁特征34定位在过滤器壳体30的相应侧壁32上，以及过滤器盖互锁特征54定位在过滤器盖50的相应侧壁52上。因此，当组装过滤器组件20时，壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54的每一个沿着过滤器元件40的侧壁62延伸。
壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和盖互锁特征54的每一个还在过滤器组件20内产生独特的“过滤器标记(signature)”，以确保正确的过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50安装在一起。例如，如果壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和盖互锁特征54彼此互补，则过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50不能恰当且密封地彼此附接，这防止不正确或未经授权的部件安装在过滤器组件20内。壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和盖互锁特征54还产生“单向安装”，以确保过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50的每一个相对于彼此以正确的方向组装在一起，这在具有圆形横截面的过滤器组件(如图11A-11D所示)中可能是特别有益的。
为了产生唯一的“过滤器标记”和“单向安装”，互锁特征34,44,54的数量，位置(例如，相对间距)，尺寸和形状对于过滤器组件20可以是唯一的，并且根据所需的配置而变化。不同互锁特征34,44,54的变化产生许多不同的唯一的过滤器组件。例如，过滤器组件20可以使三个互锁特征34,44,54中的每一个，均彼此间隔开大约120°。或者，互锁特征34,44,54中每一个的其中两个可以彼此间隔开大约80°，并且互锁特征34,44,54中每一个的第三个与其他两个间隔开大约140°。如本文所用，“大约”应被解释为包括与确定值(identifiedvalue)的至少微量等级变化。可选地或另外地，每个互锁特征34,44,54的深度或长度L(如图12和14中所示)和/或角度对于过滤器组件20可以是唯一的。
壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54在组装过滤器组件20时互锁并且彼此直接邻接，使得过滤器元件互锁特征44互锁在壳体互锁特征34和过滤器盖互锁特征54内。因此，壳体互锁特征34和过滤器盖互锁特征54覆盖过滤器元件互锁特征44的外侧(例如，顶部，底部和一侧)。例如，如图1A-2B所示，过滤器壳体30的上边缘或周边包括唇缘31，唇缘31基本上垂直于过滤器壳体30的相应侧壁32延伸。如图2B所示，过滤器密封构件46具有大致正方形或矩形的横截面(尽管应理解过滤器密封构件46可具有圆形横截面)以及过滤器密封构件46的底部，侧面或下表面92放置在过滤器壳体30的上边缘的唇缘31的顶部上。因此，过滤器壳体30的唇缘31至少覆盖过滤器密封构件46的下表面92(包括过滤器元件互锁特征44的底部)。
过滤器盖50的下边缘(包括过滤器盖互锁特征54)安装在过滤器元件互锁特征44的顶部，侧面或表面96(以及可选地侧部，侧面或表面94)上。例如，如图1A-1B所示，过滤器盖50的下边缘包括沿顶部58的区域的唇缘84，其中互锁特征54不从该区域延伸。唇缘84基本上垂直于过滤器盖50的顶部58延伸，因此与过滤器密封构件46的侧面94重叠，同时过滤器盖50的顶部58在过滤器盖50的区域中与过滤器密封构件46的上表面96重叠，互锁特征54不从该区域延伸。
如图2B所示，沿着过滤器盖50的互锁特征54，过滤器盖50包括沿着互锁特征54的垂直的第一唇缘86，第一唇缘86基本上垂直于过滤器盖50的侧壁52延伸并且与过滤器密封构件46的过滤器元件互锁特征44的顶部表面96重叠。平行的第二唇缘88从垂直的第一唇缘86延伸并与第一唇缘86形成凹口。平行的第二唇缘88基本上平行于侧壁52，使得平行的第二唇缘88与过滤器密封构件46的过滤器元件互锁特征44的侧面94重叠。因此，过滤器元件互锁特征44至少部分地安装在由过滤器盖互锁特征54内的第一唇缘86和第二唇缘88形成的凹槽内，并且安装在壳体互锁特征34的顶部上，或安装在由壳体互锁特征34形成的密封袋或腔36内，从而在壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54之间形成压缩密封区域82。
如图2B所示，过滤器壳体30和过滤器盖50的上边缘和下边缘(包括各自的唇缘，壳体互锁特征34和过滤器盖互锁特征54)分别直接彼此邻接。壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54中的每一个可在同一密封区域82内彼此形成密封。
壳体互锁特征34和过滤器盖互锁特征54可以分别由过滤器壳体30和过滤器盖50的外周边或边缘形成。因此，过滤器壳体30和过滤器盖50的上边缘和下边缘分别可以是非平面并且每个边缘的形状可以彼此直接对应以形成互锁密封。过滤器元件40的过滤器元件互锁特征44可以由过滤器密封构件46形成，过滤器密封构件46也可以是非平面的。过滤器密封构件46的形状可以直接对应于过滤器壳体30和过滤器盖50中的每一个各自的上边缘和下边缘，以完成互锁密封。
壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54可以彼此形成密封，并且可以配置成为或具有非平面表面的各种不同的互锁和互补形状。例如，在图1A-1B所示的实施例中，过滤器壳体30的外周边或上边缘，过滤器元件40的过滤器密封构件46，以及过滤器盖50的外周边或下边缘均具有平坦的上部以及从各自平坦上部延伸的壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44或过滤器盖互锁特征54。当组装过滤器组件20时，过滤器壳体，过滤器元件40和过滤器盖50中的每一个的平坦上部位于主密封平面48内。
壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54各自基本垂直于主密封平面48平坦上部，外部延伸。壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54具有互补和互锁的楔形或曲线，以便彼此互锁并在彼此中固定。因此，壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54中的每一个各自具有会聚到弯曲的中心部的第一不平行侧部和第二不平行侧部(例如，侧部彼此不平行)。当组装过滤器组件20时，每个侧部和中心部可以平行于过滤器元件40的端壁或侧壁62延伸。如图16C所示，当组装过滤器组件20时，过滤器盖互锁特征54可以安装在由过滤器元件互锁特征44形成的腔47内。如图16C进一步所示，过滤器元件互锁特征44可以安装在由壳体互锁特征34形成的腔36内。
根据如图1B所示的一个实施例，壳体互锁特征34包括第一壳体互锁特征侧部和第二壳体互锁特征侧部33以及壳体互锁特征中心部35，壳体互锁特征中心部35在第一壳体互锁特征侧部和第二壳体互锁特征侧部33之间延伸。第一壳体互锁特征侧部和第二壳体互锁特征侧部33以及壳体互锁特征中心部35一起在过滤器壳体30的侧壁32内限定过滤器壳体空隙，凹口，密封袋或腔36。如图1B所示，壳体互锁特征侧部33彼此不平行并且会聚到壳体互锁特征中心部35。然而，应当理解，壳体互锁特征侧部33可以彼此平行。
如图1B进一步所示，过滤器元件互锁特征44是过滤器密封构件46的突出部，其由第一过滤器元件互锁特征侧部和第二过滤器元件互锁特征侧部43以及在第一过滤器元件互锁特征侧部和第二过滤器元件互锁特征侧部43之间延伸的过滤器元件互锁特征中心部45限定。第一过滤器元件互锁特征侧部和第二过滤器元件互锁特征侧部43以及过滤器元件互锁特征中心部45配合在由壳体互锁特征34形成的壳体腔36内。第一过滤器元件互锁特征侧部和第二过滤器元件互锁特征侧部43以及过滤器元件互锁特征中心部45限定了过滤器元件空隙，凹槽，密封袋或腔47，如图16C所示。如图1B所示，过滤器元件互锁特征侧部43彼此不平行并且会聚到过滤器盖互锁特征中心部45。然而，应当理解，根据其他实施例，过滤器元件互锁特征侧部43可以彼此平行。
同样如图1B所示，过滤器盖互锁特征54是由第一过滤器盖互锁特征侧部和第二过滤器盖互锁特征侧部53以及过滤器盖互锁特征中心部55限定的延伸部分，该过滤器盖互锁特征中心部55在第一过滤器盖互锁特征侧部和第二过滤器盖互锁特征侧部53之间延伸。第一过滤器盖互锁特征侧部和第二过滤器盖互锁特征侧部53以及过滤器盖互锁特征中心部55安装在由过滤器元件互锁特征44形成的过滤器元件腔47内。如图1B所示，过滤器盖互锁特征侧部分53彼此不平行并且会聚到过滤器盖互锁特征中心部55。然而，应当理解，根据其他实施例，过滤器盖互锁特征侧部53可以彼此平行。
如图16C所示，过滤器组件20可具有各种不同的尺寸。参考图16C，过滤器壳体30的内部可以在过滤器壳体30的左侧，以及过滤器壳体30的外部可以在过滤器壳体30的右侧。各种部件的尺寸可以设定成在过滤器组件内的特定区域产生间隙91，使得更容易安装和互锁。例如，过滤器密封构件46的骨(bone)到过滤器壳体30的侧壁32的尺寸110可以是大约18-23毫米(mm)，在特定实施例中是23-28mm，在更具体的实施例中是23-28.1mm。
为了提高过滤器的稳定性，盖互锁舌97与过滤器壳体30的过滤器凸缘93至少一部分重叠，如图16C所示。例如，尺寸112可以大于0至大约4mm，优选地为4-8mm，或者最佳地大于8mm。为了改善在过滤器壳体30，过滤器元件40和过滤器盖50之间形成的密封，盖互锁特征54可以与壳体凸缘95至少一部分重叠，如图16C中进一步所示。因此，壳体凸缘95的宽度(如尺寸114所示)可以大于0至大约4mm(或6mm)，优选地为6-12mm，或者最佳地大于12mm。
还应当理解，可以使用其它非平面的变型，如由申请号为9,415,333，8,828,114和8,061,530的美国专利，公布号为2014/0048468和2016/0346719的美国专利，以及国际公布号为WO 2015/187538的专利公开的非平面和/或楔形方面(aspects)，其全部公开通过引用整体并入本文。
壳体容器和过滤器元件突出部
根据如图3A，6A-6B，7A-7B和8所示的另一实施例，为了进一步将过滤器元件40和过滤器壳体30互锁并配合在一起并且容易且正确地将过滤器元件40定位在过滤器壳体30内(例如，在安装和维修事件期间)，过滤器元件40和壳体30包括定位细节，例如过滤器元件40上的阳性(male)定位元件或突出部68以及在过滤器壳体30上的相应的阴性(female)定位元件或容器38。如图16B和17B所示，当组装过滤器组件20时，过滤器元件40的突出部68邻接并安装在过滤器壳体30的容器38内，以进一步将过滤器元件40固定和互锁在过滤器壳体30内。如图3A的互锁过滤器组件20中所示，过滤器壳体30包括壳体互锁特征34和容器38。
突出部68可沿过滤器元件40的侧壁62定位。突出部68可以是从侧壁62的外侧面突出的侧壁62较厚或凸起内部部分。突出的内部部分68可以延伸超过侧壁62的外部部分66，以便插入过滤器壳体30的容器38内并与之互锁。外部部分66(可以比突出部68薄)沿着侧壁62的外侧在突出部68外部定位。
容器38可以沿过滤器壳体30的侧壁32(其对应于过滤器元件40的侧壁62)定位。为了容纳突出部68，容器38可以沿着过滤器壳体30的侧壁32的内侧凹入。
突出部68和容器38的各自形状和尺寸彼此对应，使得突出部68安装在容器38内。突出部68和容器38可以是各种不同的形状和尺寸。例如，如图8所示，突出部68和容器38各自具有梯形形状，其中突出部68和容器38各自具有第一非平行侧面和第二非平行侧面以及在第一非平行侧面和第二非平行侧面之间沿着各自侧壁62和32延伸并连接第一非平行侧面和第二非平行侧面的直的中心下侧。根据如图6A-8所示的另一个实施例，突出部68和容器38可各自具有弯曲的，抛物线的，或者圆形的端部，其中突出部68和容器38各自具有会聚到弯曲的中心部的第一非平行侧面和第二非平行侧面。根据所需的配置，弯曲的中心部可以具有各种不同的半径，如图8所示。不管突出部68和容器38的形状如何，突出部68和容器38的形状和尺寸设计成使得当组装过滤器组件20时，突出部68牢固地安装在容器38内。此外，突出部68和容器38可以分别沿着侧壁62和侧壁32的整个长度或长度的一部分延伸。
根据如图6A-6B和7A-7B所示的一个实施例，过滤器组件20仅包括容器38和突出部68，以便互锁过滤器壳体30和过滤器元件40(并且可以不包括壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54)。根据如图8所示的另一实施例，过滤器组件20包括容器38和突出部68以及壳体互锁特征34，过滤器元件互锁特征44和过滤器盖互锁特征54。壳体互锁特征34和过滤器元件互锁特征44的形状可以对应于容器38和突出部68的形状或与容器38和突出部68的形状不同。
内锁定特征
根据如图9和10A-10B所示的另一实施例，过滤器组件20包括在过滤器壳体30内以及在过滤器壳体30和过滤器盖50之间的互锁区域或内锁定特征70，以进一步支撑过滤器壳体30内的过滤器元件40。内锁定特征70可以与过滤器元件40配合或互锁，并且可以包括空气流动引导件以引导过滤器入口集气室(plenum)内部上(例如，在两片过滤介质42之间)的空气流，以稳定和支撑过滤器元件40(特别是在振动的情况下)，并且将过滤器元件40定位到过滤器壳体30的中心。
内锁定特征70可突出到过滤器壳体30的内部区域，以产生引导气流的边界表面并定制过滤器元件40的长度以满足特殊的过滤要求。根据图9-10B所示的一个实施例，内锁定特征70包括会聚到弯曲的中心部的第一不平行侧部和第二不平行侧部。第一不平行侧部和第二不平行侧部可支撑过滤器元件40的内侧。
完善内锁定特征70的设计以优化空气流动并且用于过滤器组件20的稳定控制。例如，内锁定特征70的长度可以根据所需配置而改变。第一不平行侧部和第二不平行侧部可以沿着过滤器元件40的小部分延伸(如图10A所示)。可选地，第一不平行侧部和第二不平行侧部可以沿着过滤器元件40的长度延伸(如图10B所示)。图10A描绘了内锁定特征70，其长度(1)相对短于图10B中所示的内锁定特征70的长度(L)。因此，图10A中的内锁定特征70沿着过滤器元件40的小部分延伸，而图10B中的内锁定特征70沿着过滤器元件40的整个长度延伸。
如图9所示，内锁定特征70定位在过滤器壳体30的中心，在过滤器元件40的过滤介质42的两个部分或两片之间。因此，脏空气沿着脏空气流动方向72流过并变成清洁空气，清洁空气沿着清洁空气流动方向74通过过滤器壳体30的其余部分并流到过滤器壳体30的出口。内锁定特征70可以定位在过滤器元件40的出口侧(例如，在过滤器元件40面向过滤器壳体30的出口并且远离过滤器壳体30的入口的一侧上)。
虽然图9示出了沿着过滤器壳体的中心线78定位的内锁定特征70，但是应当理解，内锁定特征70可以偏离中心线78，以便满足较低的空间要求。内锁定特征70可以从过滤器壳体30或过滤器盖50的一部分延伸。内锁定特征可任选得限定过滤器壳体30和过滤器盖50之间的界面。
应理解根据所需用途和配置可以组合过滤器组件20的不同实施例的各种部件，配置和特征。
本文使用的术语“连接”等意味着两个构件直接或间接地彼此连接。这种连接可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这种连接可以通过两个构件或两个构件和任何另外的中间构件彼此一体地成形为单个整体实现，或者与两个构件或两个构件与任何另外的中间构件彼此连接实现。
本文对元件位置的引用(例如，“顶部”，“底部”，“上方”，“下方”等)仅用于描述附图中各种元件的取向。应当注意，根据其他示例性实施例，各种元件的取向可以不同，并且这些变型旨在被本公开所涵盖。
重要的是要注意，各种示例性实施例的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了几个实施例，但是阅读本公开的本领域技术人员将容易理解，可以进行许多修改(例如，各种元件的大小，尺寸，结构，形状和比例，参数值，安装布置，材料使用，颜色，方向的变化等)，而不实质上脱离本文所述主题的新颖教导和优点。例如，示出为整体形成的元件可以由多个部件或元件构成，元件的位置可以颠倒或以其他方式变化，并且可以改变或变化离散元件的性质或数量或位置。根据替代实施例，可以改变或重新排序任何过程或方法步骤的顺序或序列。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例性实施例的设计，操作条件和布置中进行其他替换，修改，改变和省略。

Claims (20)

1.一种过滤器组件，其特征在于，包括：
过滤器壳体，所述过滤器壳体具有壳体互锁特征和沿着所述过滤器壳体的侧壁内侧定位并凹入其中的容器；
过滤器盖，所述过滤器盖具有过滤器盖互锁特征；以及
过滤器元件，所述过滤器元件具有过滤器元件互锁特征和从所述过滤器元件的侧壁外侧延伸的突出部，所述过滤器元件可定位在所述过滤器壳体内，当所述过滤器元件定位在所述过滤器壳体内时，所述突出部可插入到所述容器中，所述过滤器盖可连接到所述过滤器元件和过滤器壳体中的至少一个的顶部，
其中，当所述过滤器壳体，所述过滤器盖和所述过滤器元件组装在一起时，所述壳体互锁特征，所述过滤器盖互锁特征和所述过滤器元件互锁特征可彼此互锁并沿着所述过滤器元件的至少一侧以非平面的构造延伸，当组装所述过滤器组件时，所述壳体互锁特征，所述过滤器元件互锁特征和所述过滤器盖互锁特征直接彼此邻接，使得所述壳体互锁特征和所述过滤器盖互锁特征直接彼此邻接。
2.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述过滤器元件包括过滤器密封构件，所述过滤器密封构件与所述过滤器壳体的整个周边和所述过滤器盖的整个周边接合并形成密封，并且其中所述过滤器密封构件的至少一部分包括所述过滤器元件互锁特征。
3.根据权利要求2所述的过滤器组件，其特征在于，所述过滤器密封构件沿着所述过滤器元件的顶部的至少一部分在主密封平面内延伸，并且其中所述主密封平面沿着所述过滤器元件的顶部的上表面延伸。
4.根据权利要求3所述的过滤器组件，其特征在于，所述过滤器元件包括至少两个侧壁，并且其中所述过滤器元件互锁特征沿着所述过滤器元件的至少一侧偏离所述主密封平面。
5.根据权利要求3所述的过滤器组件，其特征在于，所述过滤器元件具有基本上圆形的横截面，并且其中所述过滤器元件互锁特征沿着所述过滤器元件的外周边的至少一部分偏离所述主密封平面。
6.根据权利要求1中所述的过滤器组件，其特征在于，所述过滤器盖包括构造为与所述过滤器壳体附接的附加的密封机构。
7.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述壳体互锁特征包括第一壳体互锁特征侧部，第二互锁特征侧部，以及在所述第一壳体互锁特征侧部和所述第二互锁特征侧部之间延伸的弯曲的壳体互锁特征中心部，其中所述第一壳体互锁特征侧部和所述第二壳体互锁特征侧部以及所述弯曲的壳体互锁特征中心部一起限定在所述过滤器壳体的壁内的壳体腔。
8.根据权利要求7所述的过滤器组件，其特征在于，所述突出部由第一过滤器元件互锁特征侧部，第二过滤器元件互锁特征侧部和在所述第一过滤器元件互锁特征侧部和所述第二过滤器元件互锁特征侧部之间延伸的弯曲的过滤器元件互锁特征中心部限定，并且其中在组装过滤组件时，所述过滤器元件互锁特征安装在所述壳体互锁特征的壳体腔内。
9.根据权利要求8所述的过滤器组件，其特征在于，所述第一过滤器元件互锁特征侧部和所述第二过滤器元件互锁特征侧部一起限定过滤器元件腔，其中所述过滤器盖互锁特征包括由第一过滤器盖互锁特征侧部，第二过滤器盖互锁特征侧部，以及在所述第一过滤器盖互锁特征侧部和所述第二过滤器盖互锁特征侧部之间延伸的弯曲的过滤器盖互锁特征中心部限定的延伸部，其中当组装过滤器组件时，所述过滤器盖互锁特征安装在所述过滤器元件互锁特征的过滤器元件腔内。
10.一种过滤器组件，包括：
过滤器壳体，所述过滤器壳体具有壳体互锁特征和凹入所述过滤器壳体的侧壁内侧内的容器；以及
过滤器元件，所述过滤器元件具有过滤器元件互锁特征和从所述过滤器元件的侧壁外侧延伸的突出部，当所述过滤器元件定位在所述过滤器壳体内时，所述突出部可插入到所述容器中，
所述壳体互锁特征和所述过滤器元件互锁特征可互锁。
11.据权利要求10所述的过滤器组件，其特征在于，所述突出部和所述容器的形状和尺寸彼此对应，使得所述突出部牢固地安装在所述容器内。
12.根据权利要求10所述的过滤器组件，其特征在于，在当所述过滤器壳体和所述过滤器元件组装在一起时，所述壳体互锁特征和所述过滤器元件互锁特征可彼此互锁并且沿着所述过滤器元件的至少一侧以非平面构造延伸。
13.一种过滤器元件，其特征在于，包括：
过滤介质；
过滤器元件互锁特征，所述过滤器元件互锁特征沿着所述过滤介质的至少一侧以非平面构造延伸，以及
从所述过滤器元件的侧壁外侧延伸的突出部，
所述过滤器元件可定位在具有过滤器盖的过滤器壳体内，使得所述过滤器元件互锁特征与所述过滤器壳体的壳体互锁特征互锁，以及当组装过滤器组件时，所述壳体互锁特征，所述过滤器元件互锁特征和过滤器盖互锁特征直接彼此邻接，使得所述壳体互锁特征和所述过滤器盖互锁特征直接彼此邻接，
当所述过滤器元件定位在所述过滤器壳体内时，所述突出部可插入到所述过滤器壳体的容器中，所述容器沿着所述过滤器壳体的侧壁内侧定位并凹入其中。
14.根据权利要求13所述的过滤器元件，其特征在于，所述过滤器元件包括过滤器密封构件，所述过滤器密封构件与所述过滤器壳体的整个周边接合并形成密封，其中所述过滤器密封构件的至少一部分包括所述过滤器元件互锁特征。
15.根据权利要求14所述的过滤器元件，其特征在于，所述过滤器密封构件沿着所述过滤器元件的顶部的至少一部分在主密封平面内延伸，其中所述主密封平面沿着所述过滤器元件的顶部的上表面延伸。
16.根据权利要求15所述的过滤器元件，其特征在于，所述过滤器元件包括至少两个侧壁，其中所述过滤器元件互锁特征沿着所述过滤介质的至少一侧偏离所述主密封平面。
17.根据权利要求15所述的过滤器元件，其特征在于，所述过滤器元件具有基本上圆形的横截面，其中所述过滤器元件互锁特征沿着所述过滤器元件的外周边的一部分偏离所述主密封平面。
18.根据权利要求15所述的过滤器元件，其特征在于，所述过滤器密封构件包括侧密封构件，所述侧密封构件定位在所述过滤器元件互锁特征与所述过滤器元件的主密封平面之间。
19.根据权利要求13所述的过滤器元件，其特征在于，所述突出部由第一过滤器元件互锁特征侧部，第二过滤器元件互锁特征侧部和在所述第一过滤器元件互锁特征侧部和所述第二过滤器元件互锁特征侧部之间延伸的弯曲的过滤器元件互锁特征中心部限定。
20.根据权利要求19所述的过滤器元件，其特征在于，所述第一过滤器元件互锁特征侧部和所述第二过滤器元件互锁特征侧部一起限定过滤器元件腔，其中所述过滤器元件腔提供用于过滤器盖的盖互锁特征在其中安装的区域。
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