CN112888494A - 具有可渗透的挡板的空气过滤器组件 - Google Patents

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Abstract

一种空气过滤器组件包括壳体、过滤器元件和可渗透的挡板。壳体包括具有基本上圆柱形的内表面的外壁、入口和出口。入口沿外壁定位并延伸穿过外壁。出口沿壳体的轴向端定位并延伸穿过壳体的轴向端。过滤器元件包括具有基本上圆柱形的外表面的过滤器介质。过滤器元件可定位在壳体内。可渗透的挡板定位在入口和过滤器元件之间。可渗透的挡板允许至少一些空气穿过其流动。

Description

具有可渗透的挡板的空气过滤器组件
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2018年10月23日提交的美国临时专利申请第62/749,447号的优先权和权益，并且该美国临时专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。
领域
本发明总体上涉及用于空气过滤器组件(air filter assemblies)的挡板。
背景
常规切向入口的圆柱形空气过滤器组件120在图1A至图1C中示出，该空气过滤器组件包括壳体130和盖122。壳体130包括入口132和出口134，并且容纳过滤器元件140。壳体130基本上是圆柱形的，并且因此包括完全围绕过滤器元件140的圆周延伸的圆柱形外壁136。过滤器元件140相对居中地定位在壳体130内，并且包括用于过滤空气的过滤器介质(filter media)142。盖122可以包括排尘端口(dust evacuator port)124。
常规切向入口的圆柱形空气过滤器组件120广泛地用于重灰尘环境中，以提供两阶段过滤。第一阶段是通过惯性颗粒分离进行的预清洁操作。第二阶段是通过过滤器元件140的过滤器介质142进行的过滤。为了清洁空气(如图1C中所示)，脏空气在与壳体130的外壁136的圆柱形内表面相切的方向上穿过入口132进入壳体130中。然后，空气继续在外壁136和过滤器介质142之间沿切向方向(如用切向流动路径128示出的)流动(即沿壳体130的外壁136的内表面并围绕过滤器元件140的过滤器介质142的外部流动)。此切向空气流有效地在壳体130内产生旋转涡流，该旋转涡流通过径向力或离心力朝向外壁136的内表面推动包含在空气流内的固体颗粒。
然后，从空气流中分离并靠近外壁136的内表面的固体颗粒(例如，灰尘)可以与壳体130和盖122分离并通过排尘端口124从壳体130和盖122去除。因此，随后将流动穿过过滤器介质142的空气是相对较清洁的，这延长了过滤器介质142的寿命，因为过滤器介质142在一定体积的空气中收集较少的固体颗粒，并且因此过滤器元件140可以在到达其终端限制之前过滤更大体积的空气。
预清洁效率是指在空气流入过滤器元件140中之前，在常规空气过滤器组件120的第一阶段中去除或捕获的总固体颗粒质量的百分比。为了提高或辅助预清洁效率，常规空气过滤器组件120包括在入口132附近围绕过滤器元件140的外部的一部分延伸的固体的圆柱形肋形件(rib)或挡板150。不可渗透的挡板150被配置为防止任何空气流移动穿过其并进入过滤器元件140中。不可渗透的挡板150可以模制到壳体130或盖122中，或者围绕过滤器元件140包裹。
不可渗透的挡板150确保空气(直接地从入口132流动的)中的大部分固体颗粒首先被阻止冲击过滤器介质142，并且由此防止进入过滤器介质142中。相反，这些固体颗粒远离过滤器元件140的过滤器介质142转移，这增加了固体颗粒将偏转到外壁136的内表面而不是进入过滤器介质142中的这种可能性。
虽然不可渗透的挡板150辅助使固体颗粒远离过滤器介质142偏转，但是不可渗透的挡板150增加了常规空气过滤器组件120的限制或压力损失。由于终端限制通常是固定的，所以将操作常规空气过滤器组件120，直到达到特定的终端限制值(即指示操作员在25英寸水柱(inH2O)限制下更换过滤器元件140)。因此，通过增加限制，不可渗透的挡板150有效地减小了在常规空气过滤器组件120内的可允许的压力增加或限制增益(gain)。
概述
各种实施例提供了包括壳体、过滤器元件和可渗透的挡板的空气过滤器组件。壳体包括具有基本上圆柱形的内表面的外壁、入口和出口。入口沿外壁定位并延伸穿过外壁。出口沿壳体的轴向端定位并延伸穿过壳体的轴向端。过滤器元件包括具有基本上圆柱形的外表面的过滤器介质。过滤器元件可定位在壳体内。可渗透的挡板定位在入口和过滤器元件之间。可渗透的挡板允许至少一些空气穿过其流动。
各种其他实施例提供了包括壳体和可渗透的挡板的空气过滤器组件。壳体包括外壁、入口和出口。壳体容纳过滤器元件。外壁包括基本上圆柱形的内表面，来自入口的进入的空气流与该基本上圆柱形的内表面基本上相切地流动。出口沿壳体的轴向端定位并延伸穿过壳体的轴向端。可渗透的挡板在入口和过滤器元件之间定位在壳体内，并为过滤器元件的至少一部分遮挡穿过入口的进入的空气流。
各种其他实施例提供了包括壳体、盖和可渗透的挡板的空气过滤器组件。壳体包括外壁、入口和出口。壳体容纳过滤器元件。外壁包括基本上圆柱形的内表面，来自入口的进入的空气流与该基本上圆柱形的内表面基本上相切地流动。壳体包括第一轴向端和第二轴向端。出口沿壳体的轴向端定位并延伸穿过壳体的轴向端。壳体的第二轴向端基本上是敞开的。盖可附接到壳体的第二轴向端，使得盖覆盖第二轴向端。可渗透的挡板定位在盖内，以便定位在入口和过滤器元件之间，并为过滤器元件的至少一部分遮挡穿过入口的进入的空气流。
各种其他实施例提供了包括用于过滤空气的过滤器介质和可渗透的挡板的空气过滤器元件。可渗透的挡板直接地或间接地可附接到过滤器介质，并遮挡过滤器介质的至少一部分。
这些特征及其他特征(包括但不限于保持特征和/或观察特征)连同其组织和操作方式将在结合附图进行的以下详细描述中变得明显，其中在所有以下所述的若干附图中，相同的元件具有相同的标号。
附图简述
图1A是常规空气过滤器组件的透视图。
图1B是图1A的常规空气过滤器组件的俯视图。
图1C是图1A的常规空气过滤器组件的横截面视图。
图2A是根据一种实施例的空气过滤器组件的俯视图。
图2B是图2A的空气过滤器组件的横截面视图。
图3是根据一种实施例的壳体和可渗透的挡板的横截面视图。
图4是根据另一种实施例的壳体和可渗透的挡板的横截面视图。
图5是根据又一种实施例的盖和可渗透的挡板的横截面视图。
图6是根据又一种实施例的过滤器元件和可渗透的挡板的侧视图。
图7是根据一种实施例的可渗透的挡板的编织网状物(woven mesh)材料的显微视图。
图8是根据另一种实施例的可渗透的挡板的挤出网状物(extruded mesh)材料的显微视图。
图9是根据又一种实施例的可渗透的挡板的非编织网状物(non-woven mesh)材料的显微视图。
详细描述
总体上参照附图，本文公开的各种实施例涉及包括可渗透的挡板的空气过滤器组件。与各种常规的不可渗透的挡板(诸如本文进一步描述的不可渗透的挡板150)相比，可渗透的挡板具有相似的惯性预清洁性能，但是不会增加对空气过滤器组件的限制或者添加几乎与常规的不可渗透的挡板一样多的对空气过滤器组件的限制。因此，可渗透的挡板增加空气过滤器组件的系统容量，并延长过滤器元件的寿命。系统容量是指总灰尘质量(totaldust mass)，该总灰尘质量在第一阶段中在预清洁操作期间被去除，并且在第二阶段中在终端压降下被过滤器元件捕获。
空气过滤器组件
图2A至图2B示出了两阶段的基本上圆柱形的空气清洁器或过滤器组件20，其包括壳体30、盖22和基本上圆柱形的空气过滤器元件40。壳体30和盖22被配置为包含或容纳过滤器元件40。
壳体30基本上是圆柱形的，并且包括基本上圆柱形的外壁36、入口32和出口34。外壁36包括基本上圆柱形的内表面(根据各种实施例，外壁36的外表面可以是各种不同的形状)，并且一旦组装了空气过滤器组件20，外壁36则完全围绕过滤器元件40延伸。壳体30(特别是外壁36)在第一轴向端37和第二轴向端38之间轴向地延伸，并且包括第一轴向端37和第二轴向端38。出口34沿第一轴向端37定位，并且第二轴向端38基本上是敞开的。如图2B中所示，过滤器元件40可以延伸穿过第二轴向端38。一旦过滤器元件40定位在壳体30内，则第二轴向端38可以附接到盖22(和/或过滤器元件40的一端)并且由盖22(和/或过滤器元件40的一端)封闭。因此，盖22能够可移除地附接到壳体30的第二轴向端38(并且可从壳体30的第二轴向端38拆除并可重新附接到该第二轴向端38)，使得当闭合时，盖22(和/或过滤器元件40的一端)覆盖第二轴向端38。因此，盖22和出口34是沿着壳体30的相对的轴向端或侧部。
过滤器元件40可相对居中地定位在壳体30的外壁36内和盖22内。过滤器元件40包括基本上圆柱形的过滤器介质42、敞开的轴向端和闭合的轴向端。敞开的轴向端在本文中是指第一端板或端盖44，并且闭合的轴向端在本文中是指第二端板或端盖46，但是应理解的是过滤器元件40可以不具有任何端盖。过滤器介质42具有基本上圆柱形的或弯曲的外表面，并且被配置为过滤流体(诸如空气)。过滤器介质42的外表面是过滤器介质42的上游侧(或未过滤侧)。过滤器介质42的内表面是过滤器介质42的下游侧(或过滤侧)。过滤器介质42的内表面限定过滤器介质42的内区域，已过滤的空气可以穿过该过滤器介质42的内区域在过滤器介质42内流动(并随后穿过壳体30流出)。
第一端盖44和第二端盖46沿过滤器介质42的相对的轴向端定位并附接到过滤器介质42的相对的轴向端(即过滤器介质42定位在第一端盖44和第二端盖46之间并在第一端盖44和第二端盖46之间轴向地延伸)。第一端盖44定位在壳体30内，并且第二端盖46至少部分地定位在盖22内。第一端盖44具有通孔，该通孔完全地延伸穿过第一端盖44，使得过滤器元件40在壳体30内具有敞开的轴向端。过滤器元件40的第一端盖44可以沿壳体30的第一轴向端37定位。特别地，第一端盖44围绕壳体30的出口34周向地定位(和/或定位在壳体30的出口34内)，并允许过滤器介质42的敞开的轴向端流体地连接到出口34。第一端盖44流体地连接到出口34并与出口34形成气密密封，以防止任何泄漏。因此，过滤器介质42内的已过滤的空气穿过第一端盖44并且随后穿过出口34离开过滤器元件40(和整个空气过滤器组件20)。第二端盖46可以封闭过滤器元件40的另一轴向端，使得过滤器元件40在盖22内具有闭合的轴向端。第二端盖46可以在壳体30的外部延伸并且至少部分地延伸到盖22中。根据如图2B中所示的一种实施例，第二端盖46完全地定位在盖22内，由盖22封闭、并且被盖22覆盖。根据另一种实施例，第二端盖46至少部分地延伸穿过由盖22限定的孔，并且因此完全地定位在盖22内，由盖22封闭、并且被盖22覆盖。
壳体30的入口32被配置为将脏空气引导到空气过滤器组件20中，并朝向过滤器元件40的过滤器介质42的脏侧(即外表面)引导。入口32沿外壁36定位并完全地延伸穿过外壁36。入口32是切向入口，并且因此引导进入的脏的或未过滤的空气流(其直接来自于入口32)至少部分地或基本上相切于或沿着外壁36的内表面和过滤器元件40的过滤器介质42的外表面流动。此外，入口32可以沿外壁36的轴向长度从壳体30的中心线轴向地偏移(使得入口32比另一轴向端(例如，第二轴向端38)更接近一个轴向端(例如第一轴向端37))。例如，入口32可以比壳体30的第二轴向端38更接近第一轴向端37。
壳体30的出口34被配置为从过滤器元件40的过滤器介质42的清洁或过滤侧(即内表面)并从整个空气过滤器组件20释放清洁的空气。出口34沿外壁36的轴向端(该轴向端对应于壳体30的第一轴向端37)定位并完全地延伸穿过外壁36的该轴向端，使得出口34沿过滤器介质42的一个轴向端定位。因此，出口34穿过过滤器介质42的该一个轴向端流体地连接到过滤器介质42的内部区域(即清洁侧)。出口34是轴向出口，并且因此从过滤器介质42内轴向地吸入空气并进入到出口34中且穿过出口34。
壳体30、入口32、出口34、外壁36、盖22、过滤器元件40和过滤器介质42可以分别类似于壳体130、入口132、出口134、外壁136、盖122、过滤器元件140和过滤器介质142并包括壳体130、入口132、出口134、外壁136、盖122、过滤器元件140和过滤器介质142的各种特征和部件，除非本文的描述中另外注释。
可渗透的挡板
空气过滤器组件20还包括可渗透的包裹物(wrap)、护罩(shielding)或挡板50，其改进了空气过滤器组件20的预清洁操作(即如本文进一步描述的第一阶段)的预清洁效率，同时提供了较低的压降(与由不可渗透的挡板150产生的压降相比)。可渗透的挡板50被配置为使得允许至少一些流体(例如，空气)流动或移动穿过可渗透的挡板50并随后进入过滤器介质42中，同时防止一些颗粒流动穿过可渗透的挡板50。
更具体地，可渗透的挡板50确保一些但不是全部的空气(直接地从入口32流动的)首先被阻止冲击过滤器介质42，并且由此防止最初进入过滤器介质42中。所阻挡的空气远离过滤器元件40的过滤器介质42转移(而是在外壁36的内表面和可渗透的挡板50的外表面和/或过滤器介质42的外表面之间、沿外壁36的内表面并围绕过滤器介质42的外表面相切地移动)，这减少了流入过滤器介质42中的固体颗粒的量并且增加了反而偏转到外壁36的内表面的固体颗粒的量。然而，可渗透的挡板50允许一些空气直接地从入口32流动穿过可渗透的挡板50并且随后进入过滤器介质42中(与不可渗透的挡板150不同)，这减少了由可渗透的挡板50引起的压力损失和限制的量(与不可渗透的挡板150相比)，从而最大化在具有挡板的空气过滤器组件20内的可允许的压力增加或限制增益的量。
可渗透的挡板50被配置为定位并包含在壳体30和/或盖22内，以便定位在入口32和过滤器元件40之间，并且为过滤器元件40的过滤器介质42的至少一部分遮挡住穿过入口32的进入的空气流。因此，可渗透的挡板50围绕过滤器介质42的弯曲外表面的至少一部分延伸，并部分地覆盖该弯曲外表面的至少一部分，并且为该弯曲外表面的至少一部分遮挡正在以高速度穿过入口32进入空气过滤器组件20中的进入的脏空气。因此，可渗透的挡板50定位在入口32附近并在入口32附近延伸，且径向地定位在入口32和过滤器元件40的过滤器介质42之间，使得当灰尘或脏空气穿过入口32进入空气过滤器组件20中时，脏空气在到达过滤器介质42之前首先遇到可渗透的挡板50。如图3至图6中所示，并如本文进一步所述，可渗透的挡板50可以以各种不同的方式集成或并入空气过滤器组件20中。
可渗透的挡板50可以具有与过滤器介质42的外表面互补的曲率，并且因此可以基本上或至少部分地是圆柱形或弯曲的。根据可渗透的挡板50所覆盖的过滤器介质42的区域，可渗透的挡板50可以弯曲成弧形(即以部分圆延伸)，或者可以是完全地圆柱形的(即以完整圆延伸)，定位在过滤器介质42周围。可渗透的挡板50覆盖过滤器元件40的过滤器介质42的外表面的轴向长度的至少一部分并沿该轴向长度的至少一部分轴向地延伸，从而覆盖过滤器介质42的暴露的外部分(例如，脏侧)的1％和100％之间的任何地方。此外，可渗透的挡板50部分地或完全地围绕过滤器元件40的过滤器介质42的外表面的外圆周切向地延伸。可渗透的挡板50可以覆盖过滤器介质42的整个外表面，或者覆盖过滤器介质42的外表面的仅一部分。因此，可渗透的挡板50可以在轴向方向上覆盖整个轴向长度或轴向长度的仅一部分并且沿着整个轴向长度或者轴向长度的仅一部分延伸，并且可以在切向方向上覆盖整个外圆周或外圆周的仅一部分并且沿着整个外圆周或外圆周的仅一部分延伸(或围绕整个外圆周或外圆周的仅一部分包围或包裹)。
可渗透的挡板50包括可渗透的材料52，以便允许一些空气流动穿过可渗透的挡板50，但防止大的固体颗粒移动穿过可渗透的挡板50。例如，可渗透的材料52包括固体部分(例如，纤维)和通孔或孔(例如，纤维之间的间隙)。可渗透的材料52的固体部分使大的颗粒偏转远离可渗透的挡板50，以便防止大的颗粒移动穿过可渗透的挡板50并朝向过滤器介质42移动。因此，可渗透的挡板50产生与不可渗透的挡板150几乎相同的预清洁效率增加。然而，由于可渗透的挡板50是可渗透的并且确实允许一些空气穿过其渗透和流动，因此，与不可渗透的挡板150相比，可渗透的挡板50减少了空气过滤器组件20内的限制和压力损失的量。因此，与具有不可渗透的挡板150的常规空气过滤器组件120相比，可渗透的挡板50增加了空气过滤器组件20的可允许的压力增加或限制增益，同时在流动穿过过滤器元件40之前仍然对进入的空气进行预清洁。因此，与具有不可渗透的挡板150的常规空气过滤器组件120相比，可渗透的挡板50增加了空气过滤器组件20的系统容量。
框架
根据如图3至图5中所示的一种实施例，可渗透的挡板50包括支撑框架62，可渗透的材料52附接到支撑框架62或者与支撑框架62成一体。框架62提供了向可渗透的材料52提供形状和支撑的结构，并且框架62被配置为安装或附接到壳体30的一部分。框架62可以具有开口64，可渗透的材料52沿该开口64附接。如图3至图4中所示，可渗透的材料52覆盖框架62内的所有开口64并在框架62内的所有开口64上延伸。可替代地，如图5中所示，可渗透的材料52仅覆盖开口64中的一些开口并仅在开口64中的一些开口上延伸，而框架62的其他开口64完全敞开，以允许空气不受限制地穿过其流动(特别是在与入口32间隔开的区域中)。
根据如图3至图4中所示的一种实施例，框架62可以附接到壳体30。例如，可渗透的挡板50的框架62可以在壳体30的第一轴向端37附近或沿着该第一轴向端37附接到内区域，并且可以周向地包围出口34。框架62可以与出口34径向地间隔开并从出口34向外，使得过滤器元件40可以径向地定位在可渗透的挡板50和出口34之间。
根据如图5中所示的另一种实施例，框架62可以附接到盖22。例如，框架62可以附接到盖22的内区域的一端。一旦盖22附接到壳体30，则框架62然后可以周向地包围壳体30的出口34。
根据一种实施例，可渗透的挡板50(特别是框架62)是壳体30或盖22的永久性部分或永久地固定到壳体30或盖22(例如，永久地附接到、模制到壳体30或盖22、或与壳体30或盖22一起构造为在不破坏的情况下不能被分离的单件或整体部件)。根据另一种实施例，可渗透的挡板50(特别是框架62)作为单独的部件可移除地附接到壳体30或盖22(如图3至图5中所示)。
为了围绕过滤器介质42的弯曲外表面配合，框架62可以具有与过滤器介质42的外表面互补的曲率，并且因此可以基本上或至少部分地是圆柱形的。取决于框架62围绕过滤器介质42的哪些部分延伸或覆盖过滤器介质42的哪些部分，框架62可以围绕过滤器介质42的整个外圆周或仅围绕整个外圆周的一部分弯曲。因此，框架62可以弯曲成弧(即以部分圆延伸)，或者可以完全地是圆柱形的(即以完整圆延伸)，其具有大于过滤器介质42的外径的内径。
根据一种实施例，可渗透的挡板50仅沿过滤器元件40的轴向长度的一部分轴向地延伸，并且因此仅沿壳体30的内区域的一部分轴向地延伸，如图3中所示。因此，在此实施例中，可渗透的挡板50不延伸到或延伸超过壳体30的第二轴向端38。
根据另一种实施例，可渗透的挡板50沿过滤器元件40的整个长度轴向地延伸并且因此至少轴向地延伸到(且任选地延伸超过和穿过)壳体30的第二轴向端38。因此，如果框架62附接到壳体30(如图4中所示)，则框架62沿壳体30的内区域的整个长度或该整个长度的大部分延伸。根据过滤器元件40(和因此可渗透的挡板50)的长度，一旦组装了空气过滤器组件20，则可渗透的挡板50可以延伸超过壳体30的端部，以便延伸到盖22的内区域中。可替代地，如果框架62附接到盖22(如图5中所示)，则框架62沿盖22的整个长度延伸并延伸超过盖22的端部，以便一旦组装了空气过滤器组件20，则框架62还沿壳体30的内区域和过滤器元件40的整个长度延伸。
到过滤器元件的挡板附接
根据如图6中所示的另一种实施例，可渗透的挡板50可以直接地附接到过滤器元件40并且成为过滤器元件40的一部分，并且可以不包括框架62。例如，可渗透的挡板50可以直接地连接和附接到过滤器元件40的各种不同的部分。例如，可渗透的挡板50可以直接地或间接地连接和附接到过滤器元件40的第一端盖44、第二端盖46和/或过滤器介质42，以便为过滤器介质42的外表面(例如，脏侧)的至少一部分遮挡住来自入口32的进入的未过滤的空气流。可渗透的挡板50可以仅沿过滤器元件40的过滤器介质42的一部分延伸，或沿过滤器元件40的过滤器介质42的整个长度(或沿整个过滤器元件40)延伸。此外，可渗透的挡板50可以周向地覆盖过滤器介质42的圆周的仅仅一部分或覆盖过滤器介质42的整个圆周。根据一种实施例，当过滤器元件40(特别是过滤器介质42)定位在壳体30内时，可渗透的挡板50可以仅覆盖过滤器介质42的直接位于入口32的下游的区域。
可渗透的材料52沿过滤器介质42的外表面(该外表面是位于上游的未过滤侧)延伸并定位，使得可渗透的材料52在壳体30内是在过滤器介质42的上游。此外，可渗透的材料52沿过滤器介质42定位，使得当过滤器元件40定位在壳体30内时，可渗透的材料52与壳体30的入口32对准(并且可渗透的材料52由此沿穿过空气过滤器组件20的流体流动方向定位在入口32和过滤器介质42之间)。因此，随着流体流动穿过空气过滤器组件20，流体流入壳体20的入口32中，到达可渗透的材料52(在到达过滤器介质42之前)，由可渗透的材料52部分地阻挡(且部分地流动穿过可渗透的材料52)，并且随后流动穿过过滤器介质42(通过流入过滤器介质42的外表面并且穿过过滤器介质42的内表面流出)，流入由过滤器介质42限定的内区域中，穿过第一端盖44，并且穿过壳体30的出口34流出。
通过在不用任何附加的支撑框架的情况下将可渗透的材料52直接地附接到过滤器元件40的一部分，可渗透的挡板50围绕过滤器元件40的外部占据较少的径向空间(相比于支撑框架与可渗透的材料52一起使用的情况)，这是因为支撑框架通常比可渗透的材料52厚(例如，大约0.5毫米(mm))。此外，与具有模制的肋形件挡板或塑料框架的空气过滤器组件相比，将可渗透的材料52直接地附接到过滤器元件40的一部分减少了对复杂注射模制的需要，这降低了空气过滤器组件20的成本。
根据一种实施例，可渗透的挡板50(特别是可渗透的材料52)是过滤器元件40的至少一部分(诸如过滤器介质42、第一端盖44和/或第二端盖46)的永久性部分，或者永久地固定到过滤器元件40的至少一部分(诸如过滤器介质42、第一端盖44和/或第二端盖46)(例如，永久地附接到过滤器元件40或与过滤器元件40一起构造为在不破坏的情况下不能被分离的单件或整体部件)。根据另一种实施例，可渗透的挡板50(特别是可渗透的材料52)作为单独的部件可移除地附接到过滤器元件40(例如，附接到过滤器介质42、第一端盖44和/或第二端盖46)。
根据一种实施例，可渗透的挡板50可以连同过滤器介质42一起封装在氨基甲酸乙酯(urethane)中，并且由此通过氨基甲酸乙酯间接地附接到过滤器介质42。利用这种布置，可渗透的挡板50可以直接地附接到第一端盖44和/或第二端盖46。可替代地或另外地，粘合剂(诸如热熔粘合剂)可以用于将可渗透的挡板50附接到过滤器元件40的一部分(诸如过滤器介质42)。
各类型的可渗透的材料
如图7至图9中所示，可渗透的材料52可以是各种不同的材料。根据如图7中所示的一种实施例，可渗透的材料52是可渗透的编织网状物54，其中第一组纤维和第二组纤维被编织在一起并且沿着两个侧边彼此重叠。每个组内的纤维大致彼此平行，并且第一组纤维和第二组纤维大致彼此垂直地定向。纤维的直径可以大约是10微米(μm)至500微米(μm)，这取决于纤维之间的开口的所需尺寸和敞开区域的量。根据一种实施例，纤维的直径大约是41μm。
根据如图8中所示的另一种实施例，可渗透的材料52是可渗透的挤出网状物56，其中在一个方向上定向的第一组纤维被装载和完全地定位于在不同方向上定向的第二组纤维的一个侧边上。每个组内的纤维大致彼此平行，并且第一组纤维和第二组纤维大致彼此垂直地定向。第一组纤维和第二组纤维在其接触点处彼此结合，但是未编织在一起。在一个特定的实施例中，纤维的平均直径可以大约是236μm。
编织网状物54和挤出网状物56将各自提供比等同尺寸的不可渗透的挡板150更少的限制。然而，对于最有效的预清洁，如果编织网状物54或挤出网状物56仅覆盖过滤器介质42的一部分(即部分挡板)，则编织网状物54或挤出网状物56具有小于大约400μm的开口(其中开口是指在编织网状物54或挤出网状物56的纤维之间的区域)。对于最有效的预清洁，如果编织网状物54或挤出网状物56完全地包封过滤器介质42(即完全地围绕过滤器介质42的整个长度和圆周包裹)，则编织网状物54或挤出网状物56具有平均尺寸在大约20μm和400μm之间的开口，同时具有多于大约20％的敞开区域，以限制由可渗透的挡板50引起的附加限制。开口的尺寸下限确保通过收集不能通过预清洁捕获的相对小的颗粒，灰尘饼(dustcake)不会积聚在编织网状物54或挤出网状物56上。否则，积聚在编织网状物上的灰尘饼可能会迅速地增加压降，从而引起空气过滤器组件20过早地到达其终端限制。
根据如图9中所示的又一实施例，可渗透的材料52是可渗透的非编织过滤介质或材料58，其中纤维通常随机地定向并铺放在彼此上，这产生了宽的开口尺寸分布。类似于编织网状物54和挤出网状物56，非编织材料58的闭合部分确保所有的固体颗粒不会渗透非编织材料58，而敞开的部分允许一些空气流动穿过非编织材料58。
对于最有效的预清洁，如果非编织材料58仅覆盖过滤器介质42的一部分(即部分挡板)，并且如果非编织材料58完全地包封过滤器介质42(即完全地围绕过滤器介质42的整个长度和圆周包裹)，则非编织材料58的纤维的平均直径小于大约400μm，并且纤维的基层重量或基重大于大约0.2盎司每平方码(oz/yd2)并且优选地在0.2oz/yd2和2oz/yd2之间。例如，纤维的直径可以大约是33μm。另外地，如果非编织材料58完全地包封过滤器介质42，则非编织材料58具有处于0.5inH2O下的大于大约100英尺每分钟(ft/min)(且优选地在100ft/min和2,000ft/min之间)速度的弗雷泽渗透率(Frazier permeability)，以限制由可渗透的挡板50引起的附加限制。
如本文所用，术语“大约”、“基本上”和类似术语旨在具有与本公开的主题所属领域的普通技术人员的普通和公认用法相一致的广泛含义。如本文所用，术语“大约”是指参考的测量、位置或尺寸的±5％。审阅本公开的本领域技术人员应当理解的是，这些术语旨在允许对所描述和要求保护的某些特征的描述，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确数值范围。因此，这些术语应该解释为指示所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为在所附权利要求中所述的本发明的范围内。
如本文所用，术语“联接”、“连接”、“附接”和类似术语意指两个构件彼此直接地连结。这样的连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。
本文中对元件的位置(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)的提及仅用于描述附图中的各个元件的取向。应该注意的是，根据其他示例性实施例，各种元件的取向可以不同，并且这样的变型旨在由本公开涵盖。
重要的是要注意，各种示例性实施例的构造和布置仅是示例性的。尽管在本公开中仅详细描述了几种实施例，但是审阅本公开的本领域技术人员将容易理解，在不实质上偏离本文所述的主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改都是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变型、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)。例如，元件的位置可以颠倒或以其他方式改变，并且离散的元件或位置的性质或数量可以改变或变化。任何过程或方法步骤的次序或顺序可以根据可替代的实施例改变或重新排序。在不偏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、操作条件和布置中做出其他替换、修改、改变和省略。

Claims (36)

1.一种空气过滤器组件，包括：
壳体，所述壳体包括外壁、入口和出口，所述外壁具有基本上圆柱形的内表面，所述入口沿所述外壁定位并延伸穿过所述外壁，所述出口沿所述壳体的轴向端定位并延伸穿过所述壳体的所述轴向端；
过滤器元件，所述过滤器元件包括具有基本上圆柱形的外表面的过滤器介质，所述过滤器元件能够定位在所述壳体内；以及
可渗透的挡板，所述可渗透的挡板定位在所述入口和所述过滤器元件之间，所述可渗透的挡板允许至少一些空气穿过所述可渗透的挡板流动。
2.根据权利要求1所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板覆盖所述过滤器介质的整个外表面。
3.根据权利要求1所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板仅覆盖所述过滤器介质的所述外表面的一部分。
4.根据权利要求1所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板永久地固定到所述壳体或所述过滤器元件中的一个。
5.根据权利要求1所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板能够可移除地附接到所述壳体或所述过滤器元件。
6.根据权利要求1所述的空气过滤器组件，还包括能够可移除地附接到所述壳体的盖，所述可渗透的挡板永久地固定到所述盖。
7.根据权利要求1所述的空气过滤器组件，还包括能够可移除地附接到所述壳体的盖，所述可渗透的挡板能够可移除地附接到所述盖。
8.一种空气过滤器组件，包括：
壳体，所述壳体包括外壁、入口和出口，所述壳体容纳过滤器元件，所述外壁包括基本上圆柱形的内表面，来自所述入口的进入的空气流与所述基本上圆柱形的内表面基本上相切地流动，所述出口沿所述壳体的轴向端定位并延伸穿过所述壳体的所述轴向端；以及
可渗透的挡板，所述可渗透的挡板在所述入口和所述过滤器元件之间定位在所述壳体内，并为所述过滤器元件的至少一部分遮挡穿过所述入口的所述进入的空气流。
9.根据权利要求8所述的空气过滤器组件，还包括所述过滤器元件，所述过滤器元件包括闭合的轴向端、敞开的轴向端以及在所述闭合的轴向端和所述敞开的轴向端之间轴向地延伸的过滤器介质，其中，所述过滤器元件的所述敞开的轴向端流体地连接到所述壳体的所述出口并与所述壳体的所述出口密封。
10.根据权利要求8所述的空气过滤器组件，其中，所述入口从所述壳体的中心线偏移，使得所述入口比另一个轴向端更接近所述壳体的一个轴向端。
11.根据权利要求8所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板基本上是圆柱形的。
12.根据权利要求8所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板包括可渗透的材料，所述可渗透的材料是具有平均尺寸在20μm和400μm之间的开口的编织网状物。
13.根据权利要求8所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板包括可渗透的材料，所述可渗透的材料是具有平均尺寸在20μm和400μm之间的开口的挤出网状物。
14.根据权利要求8所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板包括可渗透的材料，所述可渗透的材料是具有在0.2oz/yd2至2oz/yd2之间的纤维的基重和在100ft/min和2,000ft/min之间的弗雷泽渗透率的非编织过滤介质。
15.根据权利要求8所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板永久地固定到所述壳体。
16.根据权利要求8所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板能够可移除地附接到所述壳体。
17.一种空气过滤器组件，包括：
壳体，所述壳体包括外壁、入口和出口，所述壳体容纳过滤器元件，所述外壁包括基本上圆柱形的内表面，来自所述入口的进入的空气流与所述基本上圆柱形的内表面基本上相切地流动，
所述壳体包括第一轴向端和第二轴向端，所述出口沿所述壳体的所述轴向端定位并延伸穿过所述壳体的所述轴向端，所述壳体的所述第二轴向端是基本上敞开的；
盖，所述盖能够附接到所述壳体的所述第二轴向端，使得所述盖覆盖所述第二轴向端；以及
可渗透的挡板，所述可渗透的挡板定位在所述盖内，以便定位在所述入口和所述过滤器元件之间并且为所述过滤器元件的至少一部分遮挡穿过所述入口的所述进入的空气流。
18.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，还包括所述过滤器元件，所述过滤器元件包括闭合的轴向端、敞开的轴向端以及在所述闭合的轴向端和所述敞开的轴向端之间轴向地延伸的过滤器介质，其中，所述过滤器元件的所述敞开的轴向端流体地连接到所述壳体的所述出口并与所述壳体的所述出口密封。
19.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，其中，所述入口从所述壳体的中心线偏移，使得所述入口比另一个轴向端更接近所述壳体的一个轴向端。
20.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板包括可渗透的材料，所述可渗透的材料是具有平均尺寸在20μm和400μm之间的开口的编织网状物。
21.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板包括可渗透的材料，所述可渗透的材料是具有平均尺寸在20μm和400μm之间的开口的挤出网状物。
22.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板包括可渗透的材料，所述可渗透的材料是具有在0.2oz/yd2至2oz/yd2之间的纤维的基重和在100ft/min和2,000ft/min之间的弗雷泽渗透率的非编织过滤介质。
23.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板永久地固定到所述过滤器介质。
24.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，其中，所述可渗透的挡板能够可移除地附接到所述过滤器介质。
25.一种空气过滤器元件，包括：
用于过滤空气的过滤器介质；以及
可渗透的挡板，所述可渗透的挡板能够附接到所述过滤器介质并遮挡所述过滤器介质的至少一部分。
26.根据权利要求25所述的空气过滤器元件，其中，所述可渗透的挡板包括可渗透的材料，所述可渗透的材料是具有平均尺寸在20μm和400μm之间的开口的编织网状物。
27.根据权利要求25所述的空气过滤器元件，其中，所述可渗透的挡板包括可渗透的材料，所述可渗透的材料是具有平均尺寸在20μm和400μm之间的开口的挤出网状物。
28.根据权利要求25所述的空气过滤器元件，其中，所述可渗透的挡板包括可渗透的材料，所述可渗透的材料是具有在0.2oz/yd2至2oz/yd2之间的纤维的基重和在100ft/min和2,000ft/min之间的弗雷泽渗透率的非编织过滤介质。
29.根据权利要求25所述的空气过滤器元件，其中，所述过滤器介质基本上是圆柱形的，并且所述可渗透的挡板围绕所述过滤器介质的弯曲外表面的至少一部分延伸。
30.根据权利要求25所述的空气过滤器元件，其中，所述可渗透的挡板能够直接地附接到所述过滤器介质。
31.根据权利要求25所述的空气过滤器元件，还包括附接到所述过滤器介质的一端的端盖，其中，所述可渗透的挡板能够直接地附接到所述端盖。
32.根据权利要求25所述的空气过滤器元件，其中，所述可渗透的挡板允许至少一些空气穿过所述可渗透的挡板流动。
33.根据权利要求25所述的空气过滤器元件，其中，所述可渗透的挡板覆盖所述过滤器介质的整个外表面。
34.根据权利要求25所述的空气过滤器元件，其中，所述可渗透的挡板仅覆盖所述过滤器介质的外表面的一部分。
35.根据权利要求25所述的空气过滤器元件，其中，所述可渗透的挡板永久地固定到所述过滤器介质。
36.根据权利要求25所述的空气过滤器元件，其中，所述可渗透的挡板能够可移除地附接到所述过滤器介质。
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