CN113153587B - 过滤器元件、空气滤清器组件、以及使用和组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了过滤器滤芯，包括：过滤介质，具有围绕中心开放容积设置的褶皱式介质，从第一端延伸到第二端；衬垫，用于支撑褶皱式介质，从衬垫第一端延伸到衬垫第二端；以及第一开口端盖和第二闭合端盖。过滤介质第一端和衬垫第一端伸入第一开口端盖，过滤介质第二端和衬垫第二端伸入第二闭合端盖。第一开口端盖包括形成穿过第一开口端盖的开口的内表面，其中过滤器滤芯包括伸过中心开放容积、第二端盖和第一端盖中的开口的中心轴线。第一开口端盖的内表面包括密封表面，被构造成形成抵靠空气滤清器密封表面的密封。密封表面包括多个向外突出并轴向延伸的部分和多个向内突出并轴向延伸的部分。衬垫第一端位于密封表面和过滤介质第一端之间。

Description

过滤器元件、空气滤清器组件、以及使用和组装方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年2月12日提交给美国专利和商标局的美国申请序列号62/294,690的优先权。美国申请序列号62/294,690的整个披露内容通过引用并入本文。
背景技术
空气或其他气体过滤在大量系统中是期望的。典型的应用为内燃发动机的进气的过滤。另一种为曲轴箱通风过滤器组件的过滤。典型地，此类系统包括过滤器组件，所述过滤器组件在其中具有可维护的过滤器滤芯。在使用一段时间后，过滤器壳体中的过滤介质需要通过清洁或完全更换进行维护。典型地，对于与例如车辆上的内燃发动机一起使用的空气滤清器或曲轴箱通风过滤器组件，过滤介质包含在可拆卸和可更换的(即，可维护的)部件中，所述部件典型地称为过滤器元件或滤芯。过滤器滤芯被构造成可拆卸地密封在使用中的空气滤清器中。与组装、可维护性和/或使用相关的过滤器安排上的改善是期望的。过滤器滤芯可以被设置为第一(例如，初级)过滤器滤芯或第二(例如，次级或安全)过滤器滤芯。空气滤清器组件可以仅包含第一过滤器滤芯或包含第一过滤器滤芯和第二过滤器滤芯二者。
发明内容
描述了过滤器组件(诸如空气滤清器组件或曲轴箱通风过滤器组件)以及因此的部件；以及其特征。还描述了组装和使用的方法。过滤器组件通常包括壳体，所述壳体具有可拆卸地定位在其中的过滤器滤芯。描绘了示例性过滤器滤芯，其具有壳体密封表面，所述壳体密封表面包括围绕开放容积在外围延伸的径向定向的表面，并具有与径向向内突出并轴向延伸的区段交替的多个径向向外突出并轴向延伸的区段。与径向向内突出并轴向延伸的区段交替的所述多个径向向外突出并轴向延伸的区段被构造成接合壳体密封表面，所述壳体密封表面具有多个轴向延伸的肋，这些肋从壳体密封表面径向地突出。
所描绘的另一个示例性过滤器滤芯包括过滤介质和壳体密封安排。壳体密封安排包括非波形壁密封支撑件和密封构件，所述密封构件由(例如，模制到)所述非波形壁密封支撑件支撑并且具有径向定向的密封表面以及所述密封支撑件与所述径向定向的密封表面之间的厚度，所述厚度沿着所述密封构件而变化以提供形成径向定向的密封表面的波形壁密封构件表面。
所描绘的另一个示例性过滤器滤芯包括过滤介质和壳体密封安排。壳体密封安排包括具有径向定向的波形壁密封构件表面的密封构件、沿着所述波形壁密封构件表面安排并形成所述波形壁密封构件表面的多个凸角，并且其中所述多个凸角提供约1mm/凸角至约25mm/凸角(例如，约2mm/凸角至约12mm/凸角)的节距，其中所述节距是相邻凸角上的顶峰之间的距离。
所描绘的另一个示例性过滤器滤芯包括过滤介质和壳体密封安排，其中所述壳体密封安排包括密封支撑件和密封构件，所述密封构件由所述密封支撑件支撑并且具有径向定向的表面和足以允许所述径向定向的表面与过滤器壳体上的波形壁密封表面适形的柔软度，所述过滤器壳体具有以约1mm/凸角至约25mm/凸角(例如，约2mm/凸角至约12mm/凸角)的节距设置的多个凸角，其中所述节距是相邻凸角的顶峰之间的距离。
没有特别要求空气滤清器组件、因此的部件或其特征包括在此表征的所有细节来获得根据本披露内容的一些优点。
附图说明
图1是根据本披露内容的空气滤清器组件的透视图。
图2是图1的空气滤清器组件的透视截面视图。
图3是图1的空气滤清器组件的一部分的放大的透视截面视图。
图4是图1的空气滤清器的一部分的放大的透视截面视图，其中去除了过滤器滤芯。
图5是用在图1的空气滤清器中的过滤器滤芯的一部分的部分视图的透视图。
图6是图5的过滤器滤芯的一部分的透视截面视图。
图6A是图5的过滤器滤芯的截面视图。
图6B是向外定向的密封表面的端视图。
图6C描绘了图6B的一部分的近距离视图。
图6D是向内定向的密封表面的端视图。
图6E描绘了图6D的一部分的近距离视图。
图7是图1的空气滤清器的壳体的出口管的平面图。
图8是图2的空气滤清器的过滤器滤芯的封闭端件的平面图。
图9是图1的空气滤清器组件的透视、截面和部分组装视图，示出了与空气滤清器壳体出口管接合之前的过滤器滤芯。
图10是总体根据图1的空气滤清器组件的替代出口管的端视图，并且其中替代出口管可以与替代过滤器滤芯一起使用。
图11是图10的替代出口管的沿线11-11截取的截面视图。
图12是图11的替代出口管的沿线12-12截取的截面视图。
图13是图11的替代出口管的沿线13-13截取的截面视图。
图14是被构造成与图10的出口管接合的替代过滤器滤芯的透视图。
图15是图14的过滤器滤芯的端件的底视图。
图16是图15的过滤器滤芯的沿线16-16截取的截面视图。
图17是图16的过滤器滤芯的端件的沿线17-17截取的截面视图。
图18是被构造成与图10的出口管接合的另一个替代过滤器滤芯的透视图。
图19是图18的过滤器滤芯的侧视图。
图20是图18的过滤器滤芯的底视图。
图21是被构造成与图10的出口管接合的过滤器滤芯的透视图。
图22是图21的过滤器滤芯的端视图。
图23是图22的过滤器滤芯的沿线23-23截取的截面视图。
图24是图22的过滤器滤芯的沿线24-24截取的截面视图。
图25是图21的过滤器滤芯的端件的沿线25-25截取的截面视图。
图26是利用包含z形过滤介质的过滤器滤芯的替代空气滤清器组件的截面分解图。
图27是图26的空气滤清器组件的截面视图，并且包括预滤清器。
图28是利用第一过滤器滤芯和第二过滤器滤芯的替代空气滤清器组件的截面分解图。
图29是图28的空气滤清器组件的分解图。
图30是图28的空气滤清器组件的截面分解图。
图31是与图28一致的空气滤清器组件的截面视图。
图32是图31的空气滤清器组件的截面视图，并且包括预滤清器。
图33是可以在本披露内容的空气滤清器组件中使用的替代介质包的透视图。
图34是可以在本披露内容的空气滤清器组件中使用的替代介质包的透视图。
图35是可以在本披露内容的空气滤清器组件中使用的替代介质包的顶视图。
图35A是图35的介质包的底视图。
图35B是图35的介质包的侧视图。
图36是可以在本披露内容的空气滤清器组件中使用的替代介质包的端视图。
图37是可以在本披露内容的空气滤清器组件中使用的替代介质包的透视图。
图38A是可以在本披露内容的空气滤清器组件中使用的替代介质包的透视图。
图38B是图38A的介质包的一部分的端视图。
图38C是可以在本披露内容的空气滤清器组件中使用的替代介质包的一部分的端视图。
图39是可以在本披露内容的空气滤清器组件中使用的替代介质包的一部分的端视图。
图40是可以在本披露内容的空气滤清器组件中使用的替代介质包的一部分的端视图。
图41是可以在本披露内容的空气滤清器组件中使用的替代介质包的一部分的端视图。
图42A是可以在本披露内容的空气滤清器组件中使用的替代过滤器元件的端视图。
图42B是图42A的过滤器元件的沿线42B-42B截取的截面视图。
具体实施方式
在本文中描述和描绘了实例过滤器组件、过滤器滤芯、特征以及因此的部件。详细表征了多种具体特征和部件。许多特征和部件可用于提供优点。没有特别要求在具有所述全部特征和特性的整体组件中应用各个单独的特征和部件，然而，都是为了提供根据本披露内容的某些益处。
应当注意，描绘并描述了多个实施例。实施例并不旨在相对于所描绘的特征是排外的。即，如果需要，一个实施例的选定特征可以应用在其他实施例的一个或多个中以得益。在许多实例中，所描绘的过滤器组件为空气滤清器组件，例如用于过滤内燃发动机的进气。描述了另外的实施例，其中过滤器组件为曲轴箱通风过滤器组件，在其中过滤器滤芯用于过滤曲轴箱窜漏气体，所述窜漏气体典型地在其中包含微粒和液体污染物二者。两类过滤器组件通常为“气体过滤器组件”，因为经过滤的载体级为气体(空气或曲轴箱排放气体)。尽管本文描述的技术将典型地用在气体过滤的应用中，但如果需要，它们也可以用在其他材料例如液体的过滤中。
图1的参考标号1通常指示过滤器组件，例如空气滤清器或空气滤清器组件或根据本披露内容的安排。过滤器组件(在实例中为空气滤清器组件)1包括壳体2。壳体2限定侧壁2s并且包括：第一主体或壳体区段3；以及第二主体区段或检修盖4。在所描绘的实例中，检修盖4被可拆卸地固定至第一主体区段3，但是替代方案是可能的。另外，尽管替代方案是可能的，但对于所描绘的实例，盖区段4通过扭锁安排5附接至主体区段3。在提交于2015年6月2日的美国临时申请号62/184,567中描绘了示例性扭锁安排5，其披露内容通过引用并入本文。盖区段4可以通过闩锁(例如，越过中心的闩锁)保持至主体区段3。
一般来说，空气(气体)滤清器1包括空气(气体)流入口安排7。在所描绘的实例中，空气流入口安排7是在主体区段3上的7t处指示的入口管。所描绘的具体入口管7t被构造成侧切向入口，即气体流针对壳体2的内壁切向地定向，而不是被直接定向为朝向壳体中心轴线X。替代入口安排、位置和方向是可能的。然而，出于下面讨论的原因，所描绘的切向入口安排是方便并且有利的。
在8处，描绘了壳体2上的粉尘/水喷射器安排，包括管9。在所描绘的实例中，管9包括检修盖4的一部分，但替代方案是可能的。管9被排放器阀安排10覆盖，在所描绘的实例中，包括广泛用于空气滤清器的鸭嘴式阀，参见例如WO 2006/06241 A1、U.S.6,419,718B1、以及U.S.8,864,866，所述专利通过引用并入本文。可以使用替代排放器阀安排。
在15处，描绘了出口管或流动管，所述管作为壳体2的一部分被定位在壳体主体区段3的其余部分上。管15可以与壳体主体3一体形成，但是出口管15可以是卡扣配合的或以其他方式附接至壳体主体3的单独的件。
在操作中，待过滤的空气(气体)通过入口管7t进入空气滤清器组件。最终，气体穿过定位在壳体2的内部2i内的过滤器滤芯安排的过滤介质。在穿过空气过滤器滤芯的介质后，经过滤的空气被定向为通过出口管15离开壳体。经过滤的空气从出口管15被定向至下游设备，诸如被定向至涡轮增压系统或被定向至发动机系统的进气口。
所描绘的具体空气滤清器(过滤器)组件1包括可选的预滤清器级。通过切向地将空气从入口管7t引导到壳体2的内部2i中来部分地提供预滤清器级。空气然后将被引导到围绕组件1的内部的气旋图案中。这将趋于紧靠着侧壁2s的内表面驱动包含在空气流中的任何水或粉尘颗粒的一部分。这种与空气流分离的材料最终将迁移至并进入管9，从所述管中通过阀10发生喷射。
所描绘的具体空气滤清器组件1被构造成使得其可以各种取向安装，例如其中的中心轴线X垂直地定向，或者替代性地，其中的中心轴线X水平地定向，或定向成垂直与水平之间的任何角度。通过让出口管9向下定向来促进这点。
壳体主体区段3可以在其上包括安装垫安排。安装垫安排可以与壳体2的其余部分一体形成或者其可以是单独的件。安装垫安排用于帮助在将使用空气滤清器1的设备上将壳体2固定到位。在维护期间，通过让安装垫安排位于壳体区段3上，可以在设备上通过螺栓或其他系统将壳体区段3保持在适当位置，其中检修盖4被可拆卸地固定至主体区段3，以方便进行维护。在U.S.8,864,866中披露了可以用作壳体区段3的一部分的示例性安装垫安排，该文献的披露内容通过引用并入本文。
阻塞指示器15r的测压孔可以可选地与空气滤清器组件1一起使用。
可以将另外的空气滤清器组件结合本披露内容使用，包括在WO 2006/06241 A1、WO 2009014988、U.S.6,419,718B1、以及U.S.8,864,866中描绘和描述的那些，这些专利的披露内容通过引用并入本文。
现在将注意力引导到图2，其中以横截面描绘了空气滤清器组件1。参考图2，定位在壳体内部2i中的过滤器滤芯25和过滤器滤芯27是可见的。下文将更详细地描述过滤器滤芯25。一般来说，滤芯25是可维护的部件，其包括过滤介质26的延伸，待过滤的空气通过所述过滤介质之后才能离开组件1。此外，下文将更详细地描述过滤器滤芯27。一般来说，滤芯27是可维护的部件，其包括过滤介质28的延伸，待过滤的空气通过所述过滤介质之后才离开组件1。过滤器滤芯25可以被称为第一(例如，初级)过滤器滤芯或元件，并且过滤器滤芯27可以被称为第二(例如，次级或安全)过滤器滤芯或元件。本文讨论的过滤器滤芯的实施例的各种特征可以被施用至初级和次级过滤器滤芯二者，并且这种讨论不应被视为仅限于初级或次级过滤器滤芯，除非另外指明。另外，本文讨论的过滤器滤芯的某些实施例的各种特征可以被施用至其他实施例，并且这种讨论不应被视为仅限于所述具体实施例，除非通过上下文变得清楚或另外指明。
通过如本文所用的并且关于过滤器滤芯25和27的术语“可维护的部件”，意思是过滤器滤芯25和27可在空气滤清器组件1中拆卸和更换。因此，当介质26和/或28在使用期间堵塞时，可以拆卸滤芯25和/或滤芯27，并且可以对其进行翻新或更换。
参考图2，可以看到壳体2包括围绕过滤器滤芯25的选定部分的可选的罩安排29。罩安排29在壳体主体区段3中包括第一罩区段30，所述第一罩区段被取向成在该位置处围绕过滤器滤芯25的一部分，在罩30与外侧壁32之间形成环形部分31。来自入口7的空气被引导至入口孔7a中并进入环形部分31，并且处于气旋图案中。罩30阻止环形部分31中的入口空气所携带的粉尘和其他材料直接撞击到介质26上，直至空气已经在朝向检修盖4的方向上至少部分地移动通过气旋图案并经过罩30之后为止。
在图2中，在检修盖4中以参考号33描绘了罩安排29的第二罩区段。第二罩区段33限定区段4的罩33与侧壁35之间的环形部分34。在37处，描绘了侧壁2中从壳体内部2i到管9的内部9i的出口或出口孔。出口或出口孔37与环形部分34连通。罩33有助于促使粉尘和其他材料通过孔37去除到粉尘排出器安排8中。
在许多空气滤清器安排中常见的是使用与罩安排29类似的、带有一个或多个与区段30和33相类似的罩的罩安排，参见例如WO 2006/06241 A1、WO 2009/014988、USSN 61/446,653、USSN 61/473,296、U.S.6,419,718 B1、以及U.S.8,864,866，这些专利的披露内容通过引用并入本文。这里可以使用相类似的特征和原理。
应当注意，罩安排29和粉尘排出器安排8的使用符合许多应用，其中“双级”或“二级”空气(气体)滤清器是期望的，其具有第一预滤清器级，以在空气进入过滤器滤芯25(第二级)之前，将水和更大的颗粒与空气分离。但是，此类特征通常是可选的，并且可以将本披露内容的许多原理应用在没有这种两级构型或预滤清器级的空气滤清器中。过滤器滤芯25的下游为第二过滤器滤芯27，使得空气穿过过滤器滤芯25和过滤器滤芯27二者之后再经由空气出口15离开。应当理解，空气滤清器组件1可以单独使用过滤器滤芯25、单独使用过滤器滤芯27或使用一起提供的过滤器滤芯25和过滤器滤芯27二者(如图2中所示)进行操作。
如上文所指出的那样，先前相对于图1-2确定和讨论的与一般空气滤清器构型(过滤器组件)和操作相关的特征是众所周知的特征，这些特征的各种形式已用于各种系统中。图1-2的本披露的空气滤清器的某些独有特性与过滤器滤芯的特定特征相关，并且具体地关于其与空气滤清器组件1的剩余部分的接合。在本部分，讨论了与此相关的选定特征。
一般来说，同样，滤芯25和27为可维护的部件。即，在空气滤清器1的整个生命周期内可以拆卸和更换这些部件。在滤芯25与壳体2之间以及滤芯27与壳体之间必须有可剥离的密封，以允许滤芯是可维护的部件并确保未过滤的空气不会绕过滤芯25和/或滤芯27而进入出口管15，因为这可能会导致发动机损坏。
过滤器滤芯25通常包括过滤介质26，所述过滤介质在相反的第一介质端41与第二介质端42之间延伸。第一介质端41通过第一端件(例如，盖帽)45接合。第二介质端42通过第二端件(例如，盖帽)或件46接合。因此，介质26在相反的端盖(例如，端件)45、46之间延伸。
尽管替代方案对于本文所述的选定技术是可能的，但是对于所描绘的实例，过滤介质26被构造成围绕开放式过滤器内部26i，大致围绕空气滤清器1和滤芯25的中心轴线X。介质26可以为褶皱式介质，但替代方案是可能的。如果需要，介质26可以被构造成如图所示的圆柱形图案，但替代方案是可能的。例如，介质26可以是在相反端41、42之间延伸的稍微圆锥形构型。另外，介质可以被构造成具有非圆形内周边和/或外周边；例如，长方形、椭圆形或其他横截面构型是可能的。在一些实施例中，介质围绕中心充气室安排以实现这些各种构型。
尽管替代方案对于本文所述的选定技术是可能的，但第二端件(例如，盖帽)46典型地为封闭端件或盖帽，在第二端部42处完全跨越介质26延伸，使介质26的所述端部42和过滤器内部26i封闭。即，对于所描绘的实例，端件46为封闭端件，即不具有穿过其与开放式过滤器内部26i连通的孔的端件。
另一方面，第一端件或盖帽45是开放端件。即，在实例中，它围绕并限定经由开放式过滤器内部26i与介质连通的中心孔50。在典型的使用中，孔50为用于经过滤的空气的介质(例如开放式过滤器内部26i)中的空气流出口孔。在过滤期间气体流反向的替代应用中，孔50可为入口孔。一般来说，它是气体流孔。
对于所描绘的实例，第一端件45从外周边26x完全跨越滤芯25的全部介质26延伸到内周边26o。第一端件45典型地仅具有一个穿过其的中心孔50。
同样，当从壳体主体区段3拆卸检修盖4时，可以进入内部2i以进行滤芯25的安装或拆卸。然后过滤器滤芯25需要被充分可拆卸地密封至壳体2以防止未过滤的空气流入流出管15。为了应对此情况，滤芯25提供有第一(或壳体)密封安排55。
在美国专利号8,864,866中描述了壳体密封件或第一密封安排55与壳体2之间的示例性交互，该专利的完整披露内容通过引用并入本文。
相对于第一壳体密封件或第一密封安排55以及第一端件(例如，45)的其他特征，将注意力引导到图3和图4。第一密封安排55可以被视为限定径向定向的密封或定向为与空气滤清器组件1的一部分接合的密封表面55s，所述空气滤清器组件被称为第一过滤器滤芯密封表面58，以进行可剥离的密封。如图所示，当第一过滤器滤芯25安装在过滤器组件1中时，第一密封安排55与第一过滤器滤芯密封表面58形成向外定向的径向密封。
仍然参考图3，将理解的是，与结构58形成密封的第一密封安排55的表面55s通常为径向定向的表面。因此，第一密封安排55可以被称为径向定向的密封件。通过在此背景下的“径向”，意思是密封件或密封表面(以及密封期间密封表面的压缩)被大致定向为朝向或远离(即，围绕或靠近)中心轴线X。所描绘的实例中的具体表面55s相对于中心轴线X径向向外定向，使得密封安排55可以被表征为“径向向外定向”。然而应当注意，径向向内定向的密封件可以与根据本披露内容的一些原理一起使用。
应当理解，将密封件或密封表面表征为径向向外定向或径向向内定向包括各种情况，在这些情况下作用在密封件上的力可能并非完全呈直线通过中心轴线X。即，由于围绕或靠近中心轴线X的密封表面的形状或曲率，沿着密封表面在任何特定点压缩密封件的力可以在朝中心轴线X的一侧或另一侧定向的方向上分解。一般来说，密封表面在密封构件的内侧上(向内定向并大致面向中心轴线X)或在密封构件的外侧上(向外定向并大致背对中心轴线X)。密封构件上的力的方向在以下讨论中是清楚的。这是与轴向密封的对比，其中密封构件上的力被施加在大致平行于中心轴线X的方向上，并且密封表面大致垂直于中心轴线X。
应当注意，在所描绘的实例中，壳体密封安排55包括端件(例如，盖帽)45的一部分。更一般地讲，壳体密封安排安装在过滤器滤芯上并且被构造成可剥离地密封至壳体，无论具体壳体密封安排是否包括端件的一部分。
本文所述的优选的和有利的壳体密封安排通常为“非夹具”或“无夹具”壳体密封安排。由此，这意味着它们在滤芯被插入壳体时建立，无需紧固围绕壳体密封安排的某个类型的夹具或连接器。
在下文更详细地描述了所描绘的实例第一密封安排55的特定特征。
一般来说，对于在图3中描绘的具体安排，密封安排55可拆卸地接合以形成第一密封安排55的表面58包括密封法兰60，所述密封法兰朝向图2的检修盖4被轴向定向在壳体2的内部。
现在将注意力引导到图2-4，其中描绘了滤芯25，所述滤芯具有以横截面示出以描绘内部细节的部分。特别地将注意力引导到第一端件(例如，盖帽)45。在典型的优选安排中，端件(例如，盖帽)45包括密封支撑件62，使得模制的密封构件64在密封支撑件62与第一过滤器滤芯密封表面58之间被压缩。优选地，表面55s处的密封安排55的密封压力通过提供可径向压缩的材料并优选地(以及可选地)在端件(例如，盖帽)45内在其中嵌入相对刚性的径向支撑安排(例如，密封支撑件62)进行控制。
在一些实施例中，对密封安排55提供支撑的支撑安排是嵌入在端件(例如，盖帽)模塑件45中的“预制件”。通过在此背景下的“预制件”的意思是具有支撑安排或结构，即，在滤芯25的组装中使用的预成形或预制部件。典型地，预制部件由塑料模塑而成，但替代方案是可能的。典型地，预制部件被固定至结构，所述结构朝向第二端件(例如盖帽)45延伸，但替代方案是可能的。可以形成“预制件”并且通过模塑或其他技术可以将密封安排55施加至预制件。
密封支撑件62典型地嵌入在密封材料中，所述密封材料在某个位置处形成第一密封55，使得径向朝向中心轴线X的表面55s的压缩将由支撑件62以这样的方式支撑使得表面55s与支撑件62之间的区域中的端件(例如，盖帽)材料的径向压缩的量将具有至少5％、典型地至少15％、优选地至少约25％的最小压缩，并且典型地将具有小于约75％的最大压缩。典型地，为了实现这点，密封支撑件62从表面55s定位或与表面隔开，最大间隔距离不大于25mm，通常不大于15mm，并且典型地间隔的量在约3-15mm的范围内。在此背景下的间隔的量旨在是指最大间隔，即指密封支撑件62与表面55s之间的距离，当表面55s通过压缩扭曲时，所述距离在径向上距离密封支撑件62最远。其中存在密封支撑件62和密封安排55的这类安排可以被称为受支撑的密封件。
现在参考图2、图3和图5-9中描绘的过滤器滤芯27，过滤器滤芯27可以被称为第二过滤器元件。在一些实施例中，在过滤器组件1的维护期间，其中第一过滤器滤芯25被拆卸并更换为新的或翻新的过滤器滤芯，第二过滤器元件27防止粉尘或碎屑进入出口管15。此外，如果第一过滤器滤芯25中发生故障，第二过滤器滤芯27可用于防止粉尘或碎屑进入出口管15。然而，如上所讨论，所述的特征不应当解释为仅限于第一过滤器滤芯或第二过滤器滤芯。
第二过滤器滤芯27包括第一端部80、第二端部82以及在第一端部80与第二端部82之间延伸的过滤介质28。在所描绘的示例性第二过滤器滤芯27中，第一端部80包括第一端件(例如，盖帽)84并且第二端部82包括第二端件(例如，盖帽)86。如果需要，可以在没有第二端件86的情况下设置第二过滤器滤芯27。即，可以设置第二过滤器滤芯27使得介质在第二端部82上方延伸。此外，第二过滤器滤芯27可设置有从第一端部80延伸到第二端部82的支撑结构90(例如，衬垫，诸如筛网)，以帮助支撑过滤介质28，同时允许气体(空气)穿过其中。过滤介质28可以嵌入第一端件84和第二端件86中。此外，过滤介质28的支撑结构90可以嵌入第一端件84和第二端件86中。
第二过滤器滤芯27可以被构造成使得过滤介质28被构造成围绕开放式过滤器内部28i。例如，介质28可以被设置为褶皱式介质或非褶皱式介质。如果需要，介质28可以被构造成如图所示的圆柱形图案，但替代方案是可能的。例如，介质28可以是在相反端80、82之间延伸的稍微圆锥形构型。此外，介质可以被构造成具有非圆形内周边和/或外周边。例如，介质可以被构造成具有椭圆、圆形或其他横截面构型。
第二端件(例如，盖帽)86可以被设置为封闭端件，在第二端部82处完全跨越介质28延伸，使过滤器内部28i的过滤介质28的第二端部82封闭。例如，在图8中示出了第二端盖帽86的示例性顶视图。第二端盖帽86可以包括突出部86p，有助于在第二过滤器滤芯27与第一过滤器滤芯25之间提供轴向压缩。
第二端件(例如，盖帽)86可以被表征为封闭端件或盖帽，即，不具有穿过其与开放式过滤器内部28i连通的孔的端盖帽。在各种替代构型中，可以在没有端盖帽的情况下设置第二端部82。在不具有第二端盖帽86的第二过滤器元件27的一个变体中，过滤介质28在第二端部82上方延伸并且包封所述第二端部。即，过滤介质28可以在第二端部82形成封闭，由此防止未过滤的空气进入开放式过滤器内部28i。在替代方案中，第二端部82可设置有安装到第二过滤器元件支撑结构上的密封安排，其中所述支撑结构包括对应于第二过滤器滤芯27的第二端部82的封闭端。所述支撑结构的剩余部分对于穿过的气体(空气)流将是开放的。然而，所述支撑结构的封闭端将与第二过滤器滤芯27的第二端部处的密封件组合，防止未过滤的空气进入开放式过滤器28i。这种安排披露在WO 2008/045326和WO 2009/014986中，这些专利通过引用并入本文。
第一端件(例如，盖帽)84可以包括支撑件92和第二密封构件94。支撑件92可以被设置成支撑结构90的一部分，或者支撑件92可以被设置成单独的部件诸如塑料预制件。如图6中所示，支撑件92可以是支撑结构90的一部分。即，支撑结构90延伸到第二密封构件94中足够的量，以便当被设置为与壳体2成密封关系时，帮助支撑第二密封构件94。支撑结构90(和/或支撑件92)和第二密封构件94的组合可以形成第一端盖帽84。支撑件92在接合第二过滤器滤芯密封区域110的壳体第二过滤器滤芯密封表面112时，有助于支撑第二密封构件94。第二密封构件94可以被称为第二过滤器滤芯27的壳体密封安排。一般来说，第二密封构件94可以被模制到支撑件92上并提供向外定向的密封表面96。在模制时，可以提供第二密封构件94，所述第二密封构件在支撑件92的外部上具有外部区段94o并且在支撑件92的内部上具有内部区段94i。
第二密封构件94可以包括在支撑件92的尖端上方延伸的部分94t。此外，第二密封构件94可以包括多个径向向外突出并轴向延伸的区段98和/或(例如，与之交替的)径向向内突出并轴向延伸的区段99。在图6A所示的实施例中，与径向向内突出并轴向延伸的区段99交替的多个径向向外突出并轴向延伸的区段98位于第二密封构件94中的外部区段94o(在支撑件92外部)上。如替代实施例中所示的那样，第二密封构件可设置有多个径向向内突出并轴向延伸的区段和/或(例如，与之交替的)位于第二密封构件94的内部区段上(诸如支撑件92内部的内部区段94i处)的径向向外突出并轴向延伸的区段。多个径向向外突出并轴向延伸的区段98和/或(例如，与之交替的)径向向内突出并轴向延伸的区段99(无论位于外部区段94o还是内部区段94i中)的构型可以被称为“波形壁密封构件表面”95。在一些实施例中，波形壁密封构件表面形状在将过滤器元件引入例如空气滤清器的壳体中之前在密封构件中形成。在其他实施例中，密封构件在被插入例如空气滤清器的壳体中时，由于密封构件与壳体的密封表面之间的相互作用，呈现波形壁密封构件表面形状。
波形壁密封构件表面95可以被设置为面向外的径向密封或面向内的径向密封。在图5和图6A所示的实施例中，波形壁密封构件表面95被描绘为面向外的径向密封。图6B和图6C也示出了向外定向的波形壁密封构件表面95的实施例，所述向外定向的波形壁密封构件表面具有与径向向内突出并轴向延伸的区段99交替的径向向外突出并轴向延伸的区段98。在图6B和图6C中，“向外”和“向内”可以相对于参考线r被参照。图6D和图6E中描绘的实施例包括向内定向的波形壁密封构件表面95'，所述向内定向的波形壁密封构件表面具有与径向向内突出并轴向延伸的区段99'交替的径向向外突出并轴向延伸的区段98'。在图6D和图6E中，“向外”和“向内”可以相对于参考线r被参照。在具有第一过滤器滤芯和第二过滤器滤芯的实施例中，第一过滤器滤芯波形壁表面可以与第二过滤器滤芯波形壁表面轴向重合。
在图6A的实施例中，第二密封构件94在围绕中心开放容积15i的周边延伸。中心开放容积15i可以与开放式过滤器内部28i连通。在所示的实施例中，在安装了第二过滤器滤芯27时过滤器组件1的操作期间，空气穿过过滤介质28进入开放式过滤器内部28i，并且然后穿过中心开放容积15i并进入出口管15。在其他实施例中，流动方向可以反向。
“波形壁密封构件表面”被表征为在轴向延伸时具有向外突出的区段和向内突出的区段。由于这些区段轴向地延伸，因此可以轴向地将密封构件(以沿着中心轴线X的方向)移入和移出壳体密封表面，由此形成径向密封。此外，由于向外突出的区段和向内突出的区段轴向地延伸，过滤器元件在安装后(例如，当形成径向密封时)会阻碍围绕中心轴线X的旋转。密封表面被构造成与互补的“波形壁密封壳体表面”相互作用，所述波形壁密封壳体表面具有轴向延伸的向外突出的区段和向内突出的区段。示例性波形壁密封壳体表面在图4中被描绘为密封表面112。
如图6A中所示，在一些实施例中，波形壁密封构件表面95可以被设置为密封构件的一部分，由非波形壁支撑件92支撑。然而，在一些实施例中，密封构件不包括支撑件(例如，在密封构件延伸超出介质和/或支撑结构的轴向端部并且不包括单独的部件诸如塑料预制件的实施例中)。非波形壁支撑件可用于在波形壁密封构件表面被设置为向外定向的径向密封时以及被设置为向内定向的径向密封时，支撑波形壁密封构件表面。在一些实施例中，壁支撑件的形状不同于密封构件表面的形状。在此类实施例中，密封表面与壁支撑件之间的密封的厚度T可围绕周边连续或间歇性地变化(例如，以径向方向)。在某些实施例中，密封表面与壁支撑件之间的密封的厚度T以规则的重复图案围绕周边的至少一部分变化。在一些实施例中，最大厚度Tme与最小厚度Tme的比率大于1.1，诸如大于约1.2(例如，大于约1.3)。在某些实施例中，Tme至少为约1mm，诸如至少为约2mm(例如，至少为约4mm)。
在图6A所示的实施例中，壁支撑件92大致为具有恒定半径的圆柱形。其他实施例可能具有不同的形状，诸如椭圆形或跑道形(通过笔直侧分离的弯曲端部)。一般来说，支撑件可以被设置为非起伏式，并且可以具有不包括拐点的形状。在某些实施例中，当被弯曲时，壁支撑件的曲率可能是波形壁密封构件表面的至少1.5倍、至少2倍或至少大一个数量级。
参考图5，第二密封构件94可以被表征为从第二端部94b到第一端部94a具有轴向距离或高度94h，所述距离或高度足以通过第二过滤器滤芯密封表面112提供密封。一般来说，高度94h可以为深度94d的至少4倍，所述深度可以被确定为从径向向内突出并轴向延伸的区段99的最深凹部99r到径向向外突出并轴向延伸的区段98的最外部分98o的距离。然而，在替代实施例中，比率可能小于约4。在某些实施例中，比率为至少6、至少8，并且可能为至少10。在所示的实施例中，密封构件的高度通常是恒定的。在其他实施例中，密封构件的高度会变化。
设置位于第二过滤器滤芯27的第一端部80处的第二密封构件94，使得所述第二密封构件在第二过滤器滤芯密封区域110处配合在过滤器组件1中。第二过滤器滤芯密封区域110包括位于轴向延伸的第二过滤器滤芯导流板114的内部上的第二过滤器滤芯密封表面112。轴向延伸的第二过滤器滤芯导流板114的内部另外地包括第二过滤器滤芯分度表面113。分度表面113有助于使第二过滤器滤芯27取向成使得在第二过滤器滤芯的位置处在第二密封构件94与密封表面112之间形成准确和可剥离的密封。
在所示的实施例中另外设置了轴向延伸的支撑导流板116。在图4所示的实施例中，第二过滤器滤芯27的第二密封构件94在第二过滤器滤芯导流板114与支撑导流板116之间配合。应当理解，支撑导流板116是可选的，并且可以在没有支撑导流板116的情况下设置过滤器组件1。支撑导流板116有助于为第二密封构件94提供支撑，同时也为中心开放容积15i内的空气流提供间隙。为了帮助为第二密封构件94提供支持性支撑，支撑导流板116可以被分成多个支撑法兰118。支撑法兰118可以在第二过滤器滤芯27位于第二过滤器滤芯密封区域110内时偏转，并在第二密封构件94的径向方向上对第二过滤器滤芯密封表面112提供连续支撑。支撑导流板法兰118之间的间隙120允许多个支撑法兰118偏转，由此辅助第二过滤器滤芯27的插入和移除。
示出的第二过滤器滤芯导流板114包括多个轴向延伸的肋124，所述肋以轴向方向在第二过滤器滤芯密封区域110中沿着第二过滤器滤芯导流板114的内表面114i延伸。轴向延伸的肋124形成分度表面113的至少一部分以及密封表面112的至少一部分。分度表面113有助于在适当位置处对齐第二密封构件94，使得当第二过滤器滤芯27被完全引入第二过滤器滤芯密封区域110中时可以在第二密封构件94与密封表面112之间形成密封。肋124在沿着分度表面113被引入时，有助于在适当的取向上对齐第二过滤器滤芯27。
在一些实施例中，可以设置分度表面间隙128以帮助确保第二过滤器滤芯27完全插入，使得在第二密封构件94与密封表面112之间形成密封。即，如果第二密封构件94仅接合第二过滤器滤芯导流板114的分度表面113，可能不会形成足够的密封。为了得到适当的密封，应当将第二过滤器滤芯27固定，使得第二密封构件94接合第二过滤器滤芯密封表面112以在其间形成密封。此外，间隙128允许第一过滤器滤芯25的支撑结构130的分度。由于分度第一过滤器滤芯25，第一密封安排55可以更为准确地与第一过滤器滤芯密封表面58对齐，以提供第一过滤器滤芯25通过壳体2到密封安排中的正确插入。
如所述，第二密封构件94可以包括多个向外突出并轴向延伸的区段98和/或(例如，与之交替的)多个向内突出并轴向延伸的区段99。所得的密封表面可以被称为波形壁密封构件表面95。例如，波形壁密封构件表面95的实施例在图5中显示为向外定向的波形壁密封构件表面95，但当密封表面为径向向内定向的密封表面时，密封表面可以被设置为向内定向的波形壁密封构件表面。
一般来说，密封构件94的向外定向的密封表面94s的周边包括至少约20个与对应的向内突出并轴向延伸的区段99交替的径向向外突出并轴向延伸的区段98。该数目可能变化，但是通常预期周边将包括约20至约400个(例如，约20个至约120个，诸如约20个至约40个)与向内突出并轴向延伸的区段99交替的径向向外突出并轴向延伸的区段98。在一些实施例中，径向定向的密封表面在沿着围绕过滤器滤芯轴线延伸的密封支撑件上的一英寸的距离上，包括与不到约13个径向向内突出并轴向延伸的部分交替的不到约13个径向向外突出并轴向延伸的部分。
参考图6A，波形壁密封构件表面95可以根据“节距”来表征，所述节距为从凸角100的顶峰到相邻顶峰的距离。在波形壁密封构件表面95的情况中，节距可以被定义为从顶峰98pa到相邻顶峰98pb的距离。替代性地，节距可以被定义为相邻谷99ta与谷99tb之间的距离。如先前所述，波形壁密封构件表面95可以包括与多个径向向内突出并轴向延伸的区段99交替的多个径向向外突出并轴向延伸的区段98。径向向外突出并轴向延伸的区段98形成顶峰98p，并且径向向内突出并轴向延伸的区段99形成谷99t。波形壁密封构件表面95可以被表征为具有节距，允许服务提供者(过滤器元件的安装方)进行一定程度的分度，从而允许服务提供者在壳体内正确地分度过滤器元件而不必重新夹紧过滤器元件。即，可以通过仅从零或空位在加或减约15度(优选地加或减10度)的范围内旋转过滤器元件来正确地分度过滤器元件。
为了实现这点，节距可以为至少1mm/凸角，诸如至少2mm/凸角，或在一些实施例中至少4mm/凸角。在某些实施例中，节距可以小于25mm/凸角，诸如小于12mm/凸角，小于10mm/凸角或小于8mm/凸角。在一些实施例中，凸角的节距相对恒定。在其他实施例中，节距在凸角或凸角组之间变化。
凸角可以包括任何可用的形状。在图6A所示的实施例中，当沿着元件插入的轴线观察时，凸角100大致是弯曲的。在其他实施例中，凸角可以包括一个或多个笔直的部分、点或曲线以及其组合。图6D和图6E中的凸角100'也被描绘为弯曲的，但是可以设置有一个或多个笔直的部分、点或曲线以及其组合。
再次参考图4和图9，可看到第二过滤器滤芯导流板114包括分度表面113和密封表面112。如先前所述，第二密封构件94通过密封表面112提供径向定向的密封。分度表面113有助于将多个向外定向并轴向延伸的区段98与交替的向内突出并轴向延伸的区段99对齐，使得第二密封构件94正确地取向，使得第二过滤器滤芯27的进一步轴向插入导致在第二密封构件94与密封表面112之间形成密封。有利地，分度表面113有助于通过避免第二密封构件94的扭曲或挤压，在第二密封构件94与密封表面112之间形成径向密封，这对第二密封构件94的寿命可能是有害的。此外，第二密封构件的挤压和扭曲可能为空气绕过第二密封构件94创造机会。
示出了在多个轴向延伸的肋124上的肋124的引入部分处包括斜面140的示例性分度表面113。还示出了包括与密封表面112相比位置更远离轴线X的表面142的示例性分度表面113。因此，当过滤器滤芯27被轴向地插入壳体2时，斜面140有助于对齐第二密封构件94，使得径向向外突出并轴向延伸的区段98变成在相邻轴向延伸的肋124之间取向，并且径向向内突出并轴向延伸的区段99变成与轴向延伸的肋124相对取向。因为在所示的实施例中，表面142相对于位于轴向延伸的肋124之间的密封表面112稍微凹陷，可能不存在第二密封构件94的足够压缩以在第二密封构件94沿着分度表面113定位时形成密封。应当理解，分度表面113有助于使过滤器滤芯27取向成使得在第二过滤器滤芯27被正确取向之后，过滤器滤芯27的进一步轴向插入导致在向外定向的密封表面96与密封表面112之间形成密封。在图4所示的实施例中，分度表面113在第二过滤器滤芯27行进的方向上被定位在密封表面112的近侧。另外，如图4的实施例中所示的那样，密封表面112可以朝向轴线X相对于分度表面113径向地延伸。
尽管所示的第二过滤器滤芯导流板114具有分度表面113和密封表面112，第二过滤器滤芯27也可以被设置成具有分度表面和密封表面。此外，示出的第二过滤器滤芯27具有第二密封构件94，所述第二密封构件带有大体一致向外定向的密封表面96。第二密封构件94可以被修改成包括密封表面和分度表面二者。此外，第二过滤器滤芯导流板114可以被修改正使得其包括密封表面而不包括分度表面。
现在参考图6A，示出了第二密封构件94和支撑件92的组合的一部分的截面视图。在这种情况下，支撑件92包括支撑结构90(例如，衬垫，诸如筛网)。如图所示，第二密封构件94包括外部区段94o和内部区段94i。在示出的第二密封构件94中，内部区段94i可被设置为具有从支撑件92(或支撑结构90)到内表面94s延伸出去的大体一致的厚度或距离。相比之下，外部区段94o提供支撑件92(或支撑结构90)与向外定向的密封表面96之间的非恒定厚度或距离，所述向外定向的密封表面由多个向外突出并轴向延伸的区段98和交替的多个径向向内突出并轴向延伸的区段99形成。在示出的实施例中，当表面96如图6A中所示是连续的时，这种非恒定的厚度可以被表征为持续变化的厚度。
由于密封支撑件92与向外定向的密封表面96之间的非恒定厚度，应当将第二密封构件94取向或分度成使得其正确地对应于具有相似形状的壳体密封表面，以便在密封构件94的向外定向的密封表面96与壳体密封表面112之间形成密封。应当理解，正确取向或分度密封构件以对应壳体密封表面的这种优势适用于本文所述的各个替代实施例，其中密封构件设置在第一过滤器元件或第二过滤器元件上并且其中密封构件径向向外突出或径向向内突出。
现在参考图10-13，以参考号200描绘了替代出口管。可以在过滤器组件中利用出口管200，诸如在图1和图2的上下文中描述的过滤器组件1。出口管200可以被设置为卡扣配合或以其他方式附接至壳体主体3的部件。此外，出口管200可以被设置为与壳体主体3成一体。出口管200可以被设置为图1和图2中所示的出口管15的更换件，并提供第一过滤器滤芯密封表面202和第二过滤器滤芯密封表面204。通过提供第一过滤器滤芯密封表面202和第二过滤器滤芯密封表面204二者，出口管200使得第一过滤器滤芯密封表面58(如图3所示)变得没有必要。即，可以移除第一过滤器滤芯密封表面58，并且可以设置第一过滤器滤芯和第二过滤器滤芯二者，使得它们密封出口管200。
出口管200包括颈部构件206和密封构件208。一般来说，颈部构件206是延伸超出壳体的部分。典型地，洁净或过滤后的空气穿过颈部构件206供下游使用，诸如用在内燃发动机中。密封构件208轴向延伸到过滤器组件中并提供第一过滤器滤芯密封表面202和第二过滤器滤芯密封表面204，第一过滤器滤芯和第二过滤器滤芯可对所述两个表面密封。
第一过滤器滤芯密封表面202和/或第二过滤器滤芯密封表面204可以被表征为与本文所述的密封构件互补，诸如通过具有起伏或波形壁210互补。起伏或波形壁210也可以被称为波形壁壳体密封表面。一般来说，起伏或波形壁210是指外围非均匀的径向密封表面。短语“外围非均匀”是指围绕中心轴线X沿着第一过滤器滤芯密封表面202和/或第二过滤器滤芯密封表面204的外围，从中心轴线X到所述两个表面之间的不恒定径向距离。如图所示，波形壁210具有连续的表面，但是连续的表面可以被视为一系列波，其中所述波在轴向方向上大致沿着中心轴线X对齐。波形壁210在一侧上包括第一过滤器滤芯密封表面202并且在相反侧上包括第二过滤器滤芯密封表面204。为了提供具有最小厚度的波形壁210，第一过滤器滤芯密封表面202中波的数目可以等于在第二过滤器滤芯密封表面204中设置的波的数目。如果两个表面上的波的数目不同，则波形壁210的厚度将必须为足以在每一侧上容纳不同数目的波。应当理解，可以设置出口管200，使得与第二过滤器滤芯密封表面204相比，在第一过滤器滤芯密封表面202上存在不同数目的波。
沿着所示的第一过滤器滤芯密封表面202，波形壁210可以被表征为具有与径向向内突出并轴向延伸的部分219交替的径向向外突出并轴向延伸的部分218。沿着所示的第二过滤器滤芯密封表面204，波形壁可以被表征为具有与径向向内突出并轴向延伸的部分219'交替的径向向外突出并轴向延伸的部分218'。在一些实施例中，波形壁210具有周向变化的厚度210t。波形壁210可以具有轴向变化的厚度210t。一般来说，轴向变化可能是由在轴向方向上在波形壁210中存在“拔模”或锥形造成的。外围厚度的差异可能是因沿着第二过滤器滤芯密封表面204的波形图案不需要与沿着第一过滤器滤芯密封表面202的波形图案一致引起的。在图10、图12和图13中示出了第二过滤器滤芯密封表面204和第一过滤器滤芯密封表面202的波形图案差异。由于与第二过滤器滤芯密封表面204相比第一过滤器滤芯密封表面202更远离轴线X，因此沿着第一过滤器滤芯密封表面202形成波形图案的曲率可能不同于沿着第二过滤器滤芯密封表面204的波形图案的曲率。
由于沿着波形壁210的波系列大致轴向地延伸，因此第一过滤器滤芯密封表面202和第二过滤器滤芯密封表面204可以被视为相对连续并且在轴向方向上轴向均匀，但是围绕中心轴线X在外围或周向方向上为波形或者外围非均匀。因此，被构造成接合波形壁210的过滤器元件可以通过在轴向方向上滑动而滑动至接合。波形壁210的外围非均匀表面可能有助于防止接合波形壁210的第一过滤器元件和/或第二过滤器元件的旋转。应当理解，提及的“旋转”是指过滤器元件围绕中心轴线X旋转的趋势。旋转可能是由于空气滤清器的振动引起的，该振动在空气滤清器位于机动车辆诸如卡车上时是可能的。此外，旋转可能不利于密封。波形壁210可以帮助减少或消除过滤器元件围绕中心轴线X的旋转。现有技术密封表面(其中密封表面以相对于中心轴线X的恒定半径在外围延伸)可以被称为“外围均匀”或“周向均匀”。
由于轴向延伸并且位于外围或周向的多个波形，波形壁210的第一过滤器滤芯密封表面202和第二过滤器滤芯密封表面204各自可以被称为外围非均匀。在轴向方向上，第一过滤器滤芯密封表面202和第二过滤器滤芯密封表面204可以被视为相对恒定。但是应当理解，在轴向方向上可能存在锥形。这种锥形可能是由于例如通过注塑成型制备出口管200时的制造过程引起的。在此类情况下，可能有利地是在模具中提供导致轻微锥形(典型地，小于约3度)的拔模角度。在任何情况下，锥形可能有利于帮助允许第一过滤器滤芯和第二过滤器滤芯上的密封构件接合波形壁210并沿其轴向地滑动直至完全固定。
波形壁210的优势是第一过滤器滤芯和第二过滤器滤芯能够阻碍通过空气滤清器组件的振动造成的旋转。一般来说，当在机动车辆上设置空气滤清器组件时，机动车辆的发动机具有形成振动的趋势，继而可能导致其中过滤器元件移动。过滤器元件在壳体中的移动(诸如旋转)可能令人担忧，因为所述旋转因此可能会磨损密封构件并且形成泄漏路径使未过滤的空气绕过过滤器滤芯。因此，出口管200的波形壁210有助于阻碍过滤器元件移动。当与适当的过滤器滤芯组合时，所述过滤器滤芯具有带对应波形壁密封的密封构件，可以阻碍旋转而无需另外的结构来帮助将过滤器元件固定在适当的位置。如上所讨论，具有这种密封设计的过滤器滤芯可以被称为具有波形壁密封构件表面。接合波形壁密封构件表面的壳体壁可以被称为具有波形壁壳体密封表面。
波形壁210的另一个优势在于其允许过滤器元件被设计成接合波形壁210，与例如美国专利号8,864,866中所述的构型相比，具有可用于旋转接合的更多选项。例如，具有被构造成接合波形壁210的密封构件的过滤器元件具有许多分度的构型，其中所述过滤器元件将接合波形壁210以提供所需密封。这继而让空气滤清器的维护对于服务提供者更为方便。应当理解，这种“分度”在插入壳体之前形成了密封构件表面时适用，所述密封构件表面具有与波形壁210的形状相对应的形状。在其他实施例中，由于将过滤器元件引入与波形壁210具有密封的关系，密封构件表面形成为或反射波形壁210的形状。在这种情况下，如果使让过滤器元件进入与波形壁的密封关系之前，密封构件表面没有表现出对应于波形壁形状的形状，则分度可能不适用。
如之前所讨论，波形壁密封表面95包括多个凸角100。设置波形壁密封表面95上的凸角100以接合波形壁210。在图6A中所示的密封构造中，凸角100将沿着第二过滤器滤芯密封表面204接合谷218'(向外突出并轴向延伸的部分)。由于凸角100通常较小的尺寸，方便的是围绕中心轴线X顺时针或逆时针稍微旋转过滤器元件以便找到正确的取向，在该取向上凸角100接合谷218'。因此，将元件引入空气滤清器的服务提供者可以在手动旋转的范围内转动元件，并达到扣合，其中密封构件96接合波形壁210。这类分度避免了对服务提供者的手部的较大旋转移动或多次移动来正确地将过滤器元件与波形壁210对齐的需求。此外，由于过滤器元件容易与波形壁210对齐和扣合，存在触觉反馈效果，其中服务提供者可以感觉到过滤器元件位于正确的空气滤清器壳体中。因此，由于密封构件与波形壁210配合，服务提供者可以对过滤器元件是空气滤清器的正确过滤器元件并且正确取向感到自信。
对于任何给定的安装，有两个可能的旋转方向用于初始插入元件后的接合。本文所述的自分度功能有助于在需要更少旋转的方向上移动。对于此方向，可以通过下式以度为单位表示分度的最大旋转：360度/(凸角数目×2)。
在图10-11所示的实施例中，出口管200包括止动构件212，所述止动构件各自具有止动表面214，所述止动表面限制过滤器滤芯可以沿着第二过滤器滤芯密封表面204插入的程度。出口管200显示为卡扣配合的出口管，所述出口管卡扣到壳体主体上。壳体的壁可在卡扣突出部215的上方滑动并接合出口管止动件216。因此，壳体的壁可以位于卡扣突出部215与止动件216之间。此外，被构造成与波形壁210接合的过滤器元件可以沿着第一过滤器滤芯密封表面202滑动至接合，并且可以通过壳体的壁止动。
如图所示的波形壁210包括第一过滤器滤芯密封表面202和第二过滤器滤芯密封表面204。所示波形壁210的表面202和204中的每一个可以被表征为具有与径向向内突出并轴向延伸的区段219和219'交替的径向向外突出并轴向延伸的区段218和218'。第一过滤器滤芯密封表面202可以被表征为具有多个交替的顶峰(或脊)220和谷(或凹槽)222。相似地，第二过滤器滤芯密封表面204可以被表征为具有多个交替的顶峰(或脊)224和谷(或凹槽)226。如图所示，多个顶峰220和谷222以及多个顶峰224和谷226大致在轴向方向X上从第一端部230连续地延伸到第二端部232。
在一些实施例中，密封表面202和/或密封表面204可以在尺寸上从第一端部230朝向第二端部232变化。例如，与第一端部230相比，密封表面202可以更远离中心轴线X朝向第二端部232延伸。又如，与第一端部230相比，密封表面204可以更靠近中心轴线X朝向第二端部232延伸。这种尺寸上的变化有助于增大密封构件上的压力，该压力从第一端部230朝向第二端部232引入以帮助形成密封。尺寸上的变化可以是不连续的(例如，阶梯式)或有刻度的(例如，锥形)。在一些实施例中，多个顶峰220和谷222和/或多个顶峰224和谷226可以被设置为大致阶梯式或锥形，与第二端部232相比，在第一端部230处具有不同的尺寸。替代性地，多个交替的顶峰220和谷222和/或多个顶峰224和谷226可以被设置为从第一端部230到第二端部232大致均匀，但应当理解，由于制造技术，可能存在拔模角度。一般来说，拔模角度是指设置在结构中以帮助脱模的角度。可以使用约0.5度至约3度的拔模角度。
基于图10中描绘的取向，第一过滤器滤芯密封表面202上的顶峰220和谷222分别对应于向外突出并轴向延伸的部分218和向内突出并轴向延伸的部分219，并且第二过滤器滤芯密封表面204上的顶峰224和谷226分别对应于向内突出并轴向延伸的部分219'和向外突出并轴向延伸的部分218'。因此，接合第一过滤器滤芯密封表面202的密封构件上的凸角适配在相邻顶峰220之间的谷222中。相似地，接合第二过滤器滤芯密封表面204的密封构件上的凸角适配在相邻顶峰224之间的谷226中。
在所示的实施例中，顶峰220和224设置有斜角234和236。一般来说，斜角234和236有助于沿着波形壁210的过滤器滤芯引入和分度。当存在时，斜角234和236可以被设置为相对于中心轴线X以约10度至约80度之间的角度延伸。在图11所示的示例性实施例中，斜角234和236相对于中心轴线X以约45度的角度延伸。尽管可以接受没有斜角(例如，其中表面与轴线X成约90度延伸)，但有一种可能，非倾斜表面可能会更容易卡扣第一过滤器元件和/或第二过滤器元件的密封构件并导致密封构件上的不必要的磨损。
披露了数个过滤器滤芯设计，所述设计具有带向内定向的径向密封构件或向外定向的径向密封构件的密封构件，所述密封构件具有符合先前所述定义的波形壁密封构件表面。此外，此类密封构件可以被构造成适配先前所述的波形壁壳体密封表面或替代波形壁壳体密封表面。
现在参考图14-17，以参考号250示出了滤芯(例如，次级或安全滤芯)。过滤器滤芯250包括第一端件(例如，盖帽)252、第二端件(例如，盖帽)254、从第一端盖帽252延伸至第二端盖帽254的过滤介质256、支撑过滤介质256并且也从第一端盖帽252延伸至第二端盖帽254的衬垫258。过滤介质256可以被表征为从第一端部256a延伸至第二端部256b，并且衬垫258可以被表征为从第一端部258a延伸至第二端部258b。一般来说，过滤介质第一端部256a和衬垫第一端部258a可以嵌入第一端盖帽252，并且过滤介质第二端部256b和衬垫第二端部258b可以嵌入第二端盖帽254。因为中心孔262，第一端盖帽252可以被表征为开放端盖帽260，所述中心孔允许经过滤的空气从过滤器元件250内的中心区域264流动，并穿过出口管200。第二端盖帽254可以被表征为封闭端盖帽266，因为它跨越过滤介质第二端部256b延伸并封闭过滤介质第二端部256b。如果介质被设置为跨越第二端部256b是连续的，则过滤器元件250可以设置为不带第二端盖帽254。
过滤介质256可以被设置为任何类型的介质，诸如常用于次要过滤器元件中的介质。示例性介质包括褶皱式和非褶皱式介质(诸如非织造介质)以及多层层压件。
当过滤介质256嵌入或装入第一端件(例如，盖帽)252和/或第二端盖帽254时，第一端部256a可以被设置为延伸至支柱259的位置并且第二端部256b可以被设置为延伸至支柱259的位置。相似地，衬垫端部258a和258b也可以延伸至支柱259。
第一端件(例如，盖帽)252包括向外定向的表面270。在所示的实施例中，向外定向的表面270包括导入区域272、过渡区域274和密封区域276。密封区域276可以被表征为具有如先前定义的波形壁密封构件表面。
导入区域272通常有助于使过滤器滤芯250在出口管200内正确地取向，使得密封区域276正确地接合波形壁210以形成径向密封。一般来说，在包含出口管200的空气滤清器(例如，图11)的维护期间，将第二过滤器滤芯250引入壳体中，使得导入区域272接合斜角236，使得第一端件252上的多个脊272r和谷272t接合第二过滤器元件密封表面204上的对应谷226和脊224(参见图10)。如图14中所示，多个脊272r和多个谷272t从导入区域272延伸，穿过过渡区域274，所述脊和谷在过渡区域变成脊274r和谷274t，并进入密封区域276，所述脊和谷在密封区域变成脊276r和谷276t。在过滤器元件250的情况中，脊通常可以被表征为径向向外突出并轴向延伸的部分，并且谷可以被大致表征为径向向内突出并轴向延伸的部分。
导入区域272有助于正确地将过滤器元件250与出口管200对齐。正确的分度告知服务提供者过滤器250处于正确位置以供轴向插入。过渡区域274有助于使过滤器元件250在出口200内进一步正确地取向，使得密封区域276接合出口管200并在过滤器元件250完全位于出口管200内时形成密封。过渡区域274可以根据需要具有长度，但是过渡部分274的目的是帮助使从导入区域272到密封区域276的过渡变得容易。可以省略过渡区域274。在这种情况下，密封构件直接从导入区域272过渡到密封区域276。另外，如果需要，可以省略导入区域272。
为了帮助在密封区域270与第二过滤器滤芯密封表面204之间形成密封，可以在每一个区域中修改脊和谷。例如，在导入区域272和过渡区域274中，可以调节谷的深度、脊的高度和/或谷与脊之间的壁的厚度，以提供过滤器元件250在出口管200内轻松的取向和插入。例如，与密封区域276相比，导入区域272和过渡区域274中谷的深度可以更大，以便提供出口管200上谷272t和谷274t与对应的顶峰224之间更轻松的移动。相似地，与脊276r相比，脊272r和脊274r可设置为较低的高度，以便帮助过滤器元件250相对于出口管200上对应的谷226的轻松移动。此外，与密封区域276相比，导入区域272和过渡区域274中凸角的宽度可以更小，以便帮助过滤器元件250相对于出口管200的轻松移动。可以贯穿导入区域272和过渡区域274调节这些特征，以便使密封区域276与第二过滤器元件密封表面204之间密封的形成变得容易。
在一些实施例中，当过滤器滤芯250被插入波形壁210的第二过滤器滤芯密封表面204时，密封区域276开始接触第二过滤器滤芯密封支撑件表面204并抵靠其滑动，直至第二过滤器滤芯250接合多个止动件构件212。
现在参考图18-20，以参考号300示出了替代过滤器滤芯或元件(例如，次级或安全过滤器滤芯或元件)。过滤器滤芯300与过滤器滤芯250相似，不同的是过滤器滤芯300被构造成适配第二过滤器滤芯密封表面204(图10)并且也适配其中第二过滤器滤芯密封表面围绕轴线X为外围均匀的现有技术出口管。在所示的实施例中，过滤器滤芯300包括第一端件(例如，盖帽)302、第二端件(例如，盖帽)304、从第一端盖帽302延伸至第二端盖帽304的过滤介质306、支撑过滤介质306并且也从第一端盖帽302延伸至第二端盖帽304的衬垫308。第二端盖帽304可以被表征为封闭端盖帽并且可以被设置为类似于端盖帽254。第一端盖帽302包括向外定向的表面320，所述表面也可以包括导入区域322、过渡区域324、波形壁密封区域326和外围均匀的密封区域328。一般来说，外围均匀的径向密封区域328具有外周边，所述外周边被构造成密封具有大致外围均匀的密封表面的现有技术出口管。一般来说，外围均匀的密封表面328的外周边表面延伸到至少与波形壁密封区域326的顶峰一样大的位置。
过滤器元件构造300相对于过滤器构造250的优势在于过滤器构造300可用于对波形壁出口管密封，诸如图10中所描绘的出口管200，并且也对现有技术出口管密封，其中出口管为外围均匀的。因此，过滤器元件300可用在根据本披露内容的新设计的空气滤清器中，并且还可用在现有技术空气滤清器中，所述现有技术空气滤清器具有尺寸被设定成对外围均匀的径向密封区域328密封的出口管。过滤器元件300可以有利地允许车辆服务提供者在库存中携带可用在单独的空气滤清器中的单个过滤器元件。
现在参考图21-23，以参考号350示出了过滤器滤芯或元件(例如初级或主过滤器滤芯或元件)。如图所示的过滤器滤芯350包括第一端件(例如，盖帽)352、第二端件(例如，盖帽)354、过滤介质356和衬垫358。过滤介质356包括第一端部356a和第二端部356b。一般来说，过滤介质第一端部356a可以嵌入第一端盖帽352，并且过滤介质第二端部356b可以嵌入第二端盖帽354。此外，衬垫358包括衬垫第一端部358a和衬垫第二端部358b。衬垫第一端部358a也可以嵌入第一端盖帽352，并且衬垫第二端部358b可以嵌入第二端盖帽354。此外，过滤介质256可以被设置为由衬垫258支撑。过滤介质256可以被设置为圆柱形或锥形褶皱式介质，或为过滤器滤芯350提供中心开放容积360的任何其他类型的介质构型。
现在参考图24-25，详细地示出了第一端件(例如，盖帽)352。第一端盖帽352包括与过滤器元件中心开放容积360连通的中心开放容积362。因此，第一端盖帽352可以被表征为开放端盖帽364。相比之下，第二端盖帽354可以被表征为封闭端盖帽366。在操作期间，经过滤的空气穿过过滤介质356至中心开放容积360，并且然后经由中心开放容积362离开过滤器滤芯350。当第二过滤器滤芯(诸如滤芯250或300)也设置在壳体中时，第二过滤器滤芯位于中心开放容积360内，并且穿过过滤介质356的空气然后穿过过滤介质256并进入第二过滤器滤芯开放容积264，并且经由第一端盖帽中心开放容积362离开。
开放端件(例如，盖帽)364包括第一端部367、第二端部369以及在第一端部367与第二端部369之间延伸的内表面370。内表面370形成中心开放容积362，并且可以被构造成接合并密封波形壁210的第一过滤器滤芯密封表面202(参见例如图10)。内表面370可以形成内部定向的径向密封。
如图所示的内表面370包括导入区域372、可选的外围均匀的径向密封区域378、过渡区域374和外围非均匀的径向密封区域376。可选的外围均匀的密封径向密封区域378可以从过滤器元件350省略，并在期望过滤器元件350适配过滤器滤芯密封表面和现有技术空气滤清器出口的情况下提供，所述过滤器滤芯密封表面可以被表征为波形壁壳体密封表面(诸如图10中的表面202)，所述现有技术空气滤清器出口管具有围绕轴线X的外围均匀的密封表面。在过滤器滤芯350包括可选的外围均匀的径向密封区域378的情况下，也许可以库存过滤器元件以用于根据本披露内容并且具有波形壁壳体密封表面的空气滤清器，以及包含外围均匀的径向密封表面的现有技术空气滤清器二者。
导入区域372、过渡区域374和外围非均匀的径向密封区域376可以被表征为具有与多个径向向内突出并轴向延伸的部分392交替的多个径向向外突出并轴向延伸的部分390。这些部分390和392可以被设置为沿着区域372、374和376中的每一个轴向地延伸并且不沿着区域378延伸(如果区域378存在)。径向向外突出并轴向延伸的部分390可以被表征为谷394，并且径向向内突出并轴向延伸的部分392可以被表征为顶峰或脊396。可以在相邻谷394之间设置由顶峰396形成的凸角400，使得所述凸角适配在第一过滤器滤芯密封表面202(图10)中的对应谷222中。相似地，设置了谷394使得所述谷在第一过滤器滤芯密封表面202接收顶峰220。应当理解，提及的“向外”和“向内”是指远离或朝向中心轴线X的方向。因此，向外突出并轴向延伸的部分390可以被表征为谷394，并且向内突出并轴向延伸的部分392可称为顶峰396。与过滤器元件250和300相似，可以贯穿导入区域372、过渡区域374和径向密封区域376改动和调节谷394和顶峰396的尺寸和形状，以便使过滤器元件350相对于出口管200的分度变得容易，并且也使过滤器元件350插入到出口管200上变得容易。
径向密封区域376包括波形壁密封构件表面398，所述波形壁密封构件表面也包括多个凸角400。如先前所讨论，波形壁密封构件表面可以根据“节距”来表征，所述节距为从凸角400的顶峰到相邻顶峰的距离。在波形壁密封构件表面376的情况中，节距可以被定义为相邻顶峰之间的距离。替代性地，节距可以被定义为相邻谷之间的距离。波形壁密封构件表面376可以被表征为具有节距，允许服务提供者(过滤器元件的安装方)进行一定程度的分度，从而允许服务提供者在壳体内正确地分度过滤器元件而不必重新夹紧过滤器元件，如上所述。当过滤器滤芯350被引入波形壁210时，导入区域372接合波形壁210，由此将过滤器滤芯350分度成正确的取向以供进一步轴向插入。外围均匀的径向密封表面378(如果存在)通过连续的轴向插入与波形壁210接合。进一步轴向插入导致过渡区域374接合波形壁210以帮助进一步使过滤器滤芯350取向并且易于过渡到径向密封区域376接合波形壁210，在其中形成径向定向的密封。
应当理解，对于过滤器滤芯350，外围非均匀的径向密封表面376和外围均匀的径向密封表面378(如果存在)从开放端盖帽364的第一端部367凹陷。此外，密封表面376和378可以被表征为设置在过滤介质356的内部。此外，通过从第一端部367凹陷密封表面376和378，当过滤器滤芯350被设置于脏污表面上时，保护密封表面376和378免遭粉尘或碎屑。例如，密封表面376和378可以在距第一端部367的至少约1毫米处轴向地凹陷。
现在参考图26-32，在替代过滤介质的上下文中描述了替代过滤器组件和过滤器滤芯。表征了过滤器滤芯上的波形壁密封构件表面接合过滤器组件上对应的波形壁壳体密封表面的概念。此外，还表征了由非波形壁密封支撑件支撑的过滤器元件上的波形壁密封构件表面的概念。先前提供的凸角和节距的定义在这些替代实施例中也适用。
现在参考图26，以参考号400示出了部分空气滤清器组件的截面视图。空气滤清器组件400包括空气滤清器壳体402以及第一过滤器元件或过滤器滤芯404。除壳体402上的第一过滤器滤芯密封表面406以及第一过滤器滤芯404上的径向密封表面408外，过滤器滤芯404可以大致与美国专利号7,396,376的披露内容一致，该专利的整个披露内容通过引用并入本文。第一过滤器滤芯密封表面406被设置为沿着壳体402的内表面410的外围延伸，并且包括波形壁壳体密封表面412，所述波形壁壳体密封表面具有与径向向内突出并轴向延伸的部分416交替的径向向外突出并轴向延伸的部分414。相似地，过滤器滤芯404包括具有在其上模制的密封构件422的密封支撑件420。密封支撑件420可以被表征为非波形壁密封支撑件。密封构件422的径向密封表面408相似地包括与多个径向向内突出并轴向延伸的部分426交替的多个径向向外突出并轴向延伸的部分424。密封构件422可以包括导入区域428，所述导入区域有助于将过滤器滤芯404与壳体402对齐。导入区域428可以包括多个径向向外突出并轴向延伸的部分414中的斜角430，以帮助正确地接合第一过滤器滤芯密封表面406。当过滤器滤芯404完全插入壳体402时，径向密封表面408接合第一过滤器滤芯密封表面406并形成密封。径向密封表面408可以被表征为向外定向的径向密封表面。
过滤器滤芯404可以被设置为具有z形过滤介质450，所述z形过滤介质具有流入面452和相反的流出面454。在流出面454上方可以设置密封支撑结构456，所述密封支撑结构可以包括在流出面454上方延伸的格栅工作安排457，以及支撑密封构件422的密封支撑件420。密封构件422可以被模制在密封支撑件420上方和介质包周边458上方。此外，过滤器元件404可以包括靠近流入面454定位的端件(例如，框架)460。端件460可用于帮助插入过滤器滤芯404或将其从空气滤清器壳体402移除。
现在参考图27，除了另外的空气入口区域470，空气滤清器400与图26中所示的空气滤清器相似。空气入口区域470可以被称为预滤清器472并且包括多个离心分离器474，所述离心分离器接收来自第一端部476的空气，旋转空气通过多个离心分离器472以去除大微粒，并且然后允许预滤清的空气经由预滤清器出口478离开。来自预滤清器出口478的预滤清的空气流入第一过滤器滤芯404的流入面452。可以设置清除剂480以去除大微粒。如图27中所示，过滤器滤芯404上的径向密封表面408与壳体402上的第一过滤器滤芯密封表面406为密封关系。
现在参考图28-31，以参考号500示出了替代空气滤清器组件。空气滤清器组件500在数个方面与空气滤清器组件400相似。空气滤清器壳体502包括波形壁505，所述波形壁具有第一过滤器滤芯波形壁密封表面506和第二过滤器滤芯波形壁密封表面507。第一过滤器滤芯504包括具有波形壁密封构件表面512的密封构件510，所述波形壁密封构件表面被构造成内部定向的径向密封表面。过滤器元件波形壁密封构件表面512被构造成接合波形壁壳体密封表面506。相似地，第二过滤器滤芯520包括具有波形壁密封构件表面524的密封构件522，所述波形壁密封构件表面被设置成向外定向的径向密封。波形壁密封构件表面524被构造成接合波形壁壳体密封表面507。
第一过滤器元件504可以由密封支撑件530、卷绕式并且带槽纹的介质532、端件(例如，框架)534和横撑条安排536构造而成。介质包532可以设置有流入面538和流出面539。示出的第二过滤器滤芯520包含褶皱式介质540和支撑结构542，所述支撑结构用于支撑褶皱式介质并且也支撑密封构件522。
现在参考图32，设置了与空气滤清器组件500相似的替代空气滤清器组件580，不同的是添加了预滤清器组件582。预滤清器组件582可以被设置为具有与预滤清器472相似的结构。
为介质选择的具体材料对于选定应用而言是选择问题。当过滤器组件是空气滤清器时，用在空气滤清器中的各种介质材料中的任一者都可用于根据本披露内容的原理。
在安装于滤芯中之前，介质包可仅包括介质或者介质可设置有内部衬垫和/或外部衬垫。介质可为褶皱式、非褶皱式或波形介质，但另外的替代方案是可能的。介质可设置为各种构型，包括圆柱形和圆锥形，并且具有各种内部和/或外部周边定义，例如圆形或椭圆形。
但需注意，安排的密封有时被表征为“径向”。然而，由于非圆形形状，将密封力中的一些将被定向，除非明确地位于或远离滤芯的中心轴线X。然而在本文将密封表征为“径向”，因为一般来说，滤芯和壳体上的密封表面被大致径向地定向并且密封力围绕轴线X径向向外定向或径向向内定向，具体取决于是否涉及向外或向内的密封表面。换句话讲，压缩力大致为非轴向(即，在轴线X的纵向方向上)，而不是大致径向。不过存在应用，其中在这些非圆形构型的每一个中，密封力并非直接朝向或远离轴线X对齐。
更一般地讲，径向密封包括围绕(定向为远离)中心轴线的密封表面。在许多实例中，该中心轴线将包括过滤器滤芯的中心轴线，围绕所述中心轴线还定位了介质。然而，在下文描述的替代安排中，应当理解，径向密封可以是围绕轴线的密封，所述轴线并非也为滤芯的中心轴线(相比之下，轴向密封为大致与中心轴线对齐的密封，所述密封围绕所述中心轴线定位，所述中心轴线典型地也为(但不一定在所有实例中都是)中心滤芯轴线X)。
在本文所用的一般术语中，所描绘的各种壳体密封安排也可以被表征为通常包括径向定向的密封表面，因为附图中描绘的各种壳体密封的密封方向通常是针对接合壳体某部分(可为出口管的一部分或壳体的外部分，具体取决于涉及壳体密封的二者中的哪一个)的密封的表面，所述表面通常可以被表征为“径向定向的表面”。在每个实例中，实际形成密封的表面围绕(并朝向或远离)中心轴线X(典型地，也为滤芯的中心轴线)定向，而不是轴向密封那样，所述轴向密封通常将具有在中心轴线X的纵向方向上定向的密封力。所描绘的实例为“向外径向密封表面”或“向外定向的径向密封”，因为将形成与壳体接合的密封的滤芯上密封构件的实际表面大致定向为远离滤芯的中心轴线，而不是朝向轴线。然而，本文所述的原理中的许多可以应用在替代安排中，其中在滤芯上的接合壳体以形成密封的密封表面被定向为径向朝向中心轴线。
本文所述的径向壳体密封件通常可以被表征为“非夹紧”、“非夹持”或“无夹具”安排或者通过类似术语表征。对此意味着密封安排典型地不涉及夹具的使用，诸如需要紧固以提供可靠密封的软管夹或其他结构。相反，通过抵靠由滤芯部件定向的壳体的表面压缩密封材料，密封仅通过安装来建立。
本文描述的原理可应用于各种过滤器组件。描述了实例，其中原理适用于(空气)气体过滤器组件。描述的实例包括空气过滤器和曲轴箱通风过滤器组件。原理可应用于各种替代气体过滤安排，在一些实例中，甚至可应用于液体过滤器组件。
根据本披露的原理涉及过滤器滤芯与空气滤清器系统之间的相互作用，以有利的方式实现以下讨论的某些选定的期望结果。过滤器滤芯通常将包括位于其中的过滤介质，在过滤操作期间空气和其他气体穿过所述过滤介质。介质可以具有多种类型和构型，并且可以通过使用多种材料制成。例如，根据本披露的原理，在滤芯中可以使用褶皱式介质安排，如以下所讨论。
这些原理特别适于在其中介质在滤芯的入口端与出口端之间延伸得相当深的情况下使用，但替代方案是可能的。此外，这些原理经常用于相对较大横截面尺寸的滤芯中。在此类安排的情况下，经常将期望用于褶皱式介质的替代介质类型。
在本章节中，提供了可与本文所描述的技术一起使用的一些介质安排的实例。然而，将理解的是，可以使用多种替代介质类型。介质类型的选择通常是对以下各项的偏好中的一者：可用性；在给定应用情况下的功能、易制造性等，并且选择并不一定与本文所表征的不同过滤器滤芯/空气滤清器相互作用特征中的选定特征的整体功能特定地相关。
可以使用带槽纹过滤介质(例如，具有介质脊部的介质)来以多种方式提供流体过滤器构造。一种众所周知的方式在此被表征为z形过滤器构造。如在此使用的术语“z形过滤器构造”旨在包括(但不限于)一种类型的过滤器构造，其中使用波纹状、褶皱式或以其他方式形成的过滤器槽纹中的单个过滤器槽纹(典型地与表面介质结合)来限定成组的纵向(典型地平行的)入口和出口过滤器槽纹以用于穿过所述介质的流体流动。以下文献中提供z形过滤介质的一些实例：美国专利5,820,646；5,772,883；5,902,364；5,792,247；5,895,574；6,210,469；6,190,432；6,350,296；6,179,890；6,235,195；Des.399,944；Des.428,128；Des.396,098；Des.398,046；和Des.437,401；这些引用的参考文献中的每一个均通过引用并入本文。
一种类型的z形过滤介质利用连结在一起的两个特定介质部件来形成所述介质构造。所述两个部件是：(1)带槽纹(典型地波纹状)介质片材或片材区段，以及(2)表面介质片材或片材区段。表面介质片材典型地是非波纹状的，然而它可以是波纹状的，例如垂直于槽纹方向，如2004年2月11日提交并且在2005年8月25日作为PCT WO 05/077487公开的美国临时申请60/543,804中所描述，所述文献通过引用并入本文。
带槽介质区段和表面介质区段可以彼此之间包含单独材料。然而，它们还可以是单个介质片材的区段，所述区段被折叠成使表面介质材料与介质的带槽介质部分处于适当的并置位置。
带槽(典型地波纹状)介质片材和表面介质片材或片材区段一起典型地用于限定具有平行槽纹的介质。在一些实例中，带槽纹片材和表面片材是分开的并且然后紧固在一起，并且然后作为介质条带被盘绕以形成z形过滤介质构造。此类安排例如在U.S.6,235,195和6,179,890中进行了描述，所述文献中的每一个均通过引用并入本文。在某些其他安排中，紧固到表面介质上的带槽(典型地波纹状)介质的一些未卷绕区段或条带彼此层叠，以创造过滤器构造。这种过滤器构造的实例在US 5,820,646的图11中进行了描述，所述文献通过引用并入本文。
在此，包括紧固到波纹状片材上的带槽片材(具有脊部的介质片材)的材料条带(所述材料条带随后被组装成叠层以形成介质包)有时被称为“单面层条带”、“单面条带”或者被称为“单面层”介质或“单面”介质。术语及其变体是指这样的事实：在每个条带中，带槽纹(典型地波纹状)片材的一个面(即，单个面)与表面片材面相面对。
典型地，表面片材向外地进行带槽片材/表面片材(即，单面层)组合的条带围绕其自身的卷绕以创造卷绕式介质包。用于盘绕的一些技术在2003年5月2日提交的美国临时申请60/467,521以及2004年3月17日提交、现在作为WO 04/082795公开的PCT申请US 04/07927中进行了描述，所述文献中的每一个均通过引用并入本文。因此，所得到的卷绕式安排通常具有表面片材的一部分作为介质包的外表面。
在此使用的用于指代介质结构的术语“波纹状”经常用于指代由将介质从两个波纹辊之间通过、即进入两个辊之间的辊隙或辊缝而产生的槽纹结构，所述波纹辊中的每一个都具有适当的表面特征以便在所得到的介质中造成波纹。然而，术语“波纹”并不旨在限于此类槽纹，除非明确说明它们是通过涉及介质穿过波纹辊之间的辊缝的技术产生的槽纹所导致的。术语“波纹状”旨在即使在例如通过2004年1月22日公开的PCT WO 04/007054中所描述的折叠技术形成波纹之后介质进一步被修改或变形的情况下也适用，所述文献通过引用并入本文。
波纹状介质是一种特殊形式的带槽介质。带槽介质是具有在其上延伸的单个槽纹或脊部(例如通过波纹成形或折叠形成)的介质。
利用z形过滤介质的可维护的过滤器元件或过滤器滤芯构型有时被称为“直通流动构型”或其变体。一般来说，在此背景下意思是，可维护的过滤器元件或过滤器滤芯通常具有流入端(或面)以及相反的流出端(或面)，其中进入和离开过滤器滤芯的流动是在大致相同的直通方向上。术语“可维护”在此背景下旨在是指包含过滤器滤芯的介质，所述过滤器滤芯可以从对应的流体(例如，空气)滤清器被定期去除并且更换。在一些情况下，流入端(或面)和流出端(或面)中的每一个将是大致平坦的或平面的，其中这两者彼此平行。然而，以上情况的变化、例如非平面的面是可能的。
直通流动构型(具体地用于卷绕式或层叠式介质包)例如与可维护的过滤器滤芯、诸如美国专利号6,039,778中所示类型的圆柱形褶皱式过滤器滤芯形成对比，所述专利通过引用并入本文，在所述褶皱式过滤器滤芯中，流动在其进入和离开介质时通常会进行大幅度转向。也就是说，在6,039,778的过滤器中，流动穿过圆柱形侧面进入圆柱形过滤器滤芯中并且接着转向穿过(向前流动系统中的)介质的开放端离开。在典型的反向流动系统中，流动是穿过介质的开放端进入可维护的圆柱形过滤器滤芯中并且接着转向穿过圆柱形过滤介质的侧面离开。在美国专利号5,613,992中示出了这种反向流动系统的实例，所述专利通过引用并入本文。
如本文所用的术语“z形过滤介质构造”及其变体仅旨在包括但不一定限于以下中的任一项或全部：固定至(面向)介质的波纹形或以其他方式有槽纹的介质的网(具有介质脊的介质)，无论片材是单独的还是单个网的一部分，具有适当的密封(封闭)以允许限定入口和出口槽纹；和/或由这种介质构造或形成为具有入口槽纹和出口槽纹的三维网络的介质包；和/或包括这种介质包的过滤器滤芯或构造。
一般来说，过滤介质是相对柔性的材料，典型地是(纤维素纤维、合成纤维或二者的)非织造纤维材料，其中通常包括树脂、有时是用额外的材料处理过的。因此，它一般可以被适形成或构造成不同的波纹状图案，而没有不可接受的介质损伤。此外，它可以容易地进行卷绕或以其他方式构造以供使用，而同样没有不可接受的介质损伤。当然，它必须具有这样的性质：使得它在使用过程中将维持所要求的波纹状构型。
典型地，在波纹成形过程中，对介质造成变形。在张力被释放后，槽纹或波纹将趋向于部分弹回，而仅恢复已经发生的拉伸和弯折的一部分。表面介质片材有时被粘合到带槽介质片材，以阻止波纹状片材的这种回弹。
例如根据U.S.6,673,136，具有波纹状(带槽纹)片材、表面片材或两者的介质可以在其一侧或两侧上设置有细纤维材料，所述文献通过引用并入本文。在一些实例中，当使用这种细纤维材料时，可能希望在材料的上游侧上提供细纤维。
关于z形过滤器构造的问题涉及封闭各个槽纹端部。虽然替代方案是可能的，但典型地提供密封剂或粘合剂以实现封闭。根据上文的讨论明显的是，在典型的z形过滤介质中，尤其是使用笔直槽纹的过滤介质，与使用锥形凹槽并且使用密封剂用于槽纹密封的过滤介质不同，在上游端和下游端都需要大的密封剂表面积(和体积)。这些位置处的高质量密封对于产生的介质结构的适当操作很重要。高的密封剂体积和面积造成了与此相关的问题。
在此描述的技术尤其好地适合用于通过盘绕包括波纹状片材/表面片材组合的单个片材(即，“单面层”条带)的步骤所产生的介质包中。然而，所述介质包也可以被制成层叠式安排。
卷绕式介质或介质包安排可以提供多种外围周边定义。在此背景下，术语“外围周边定义”及其变体旨在是指：从介质或介质包的入口端或出口端来看，所限定的外部周边形状。典型的形状是圆形的，如PCT WO 04/007054中所描述。其他可用的形状是长圆形的，长圆形的一些实例是椭圆形形状。一般来说，椭圆形形状具有由一对相反的边连接的相反的弯曲端部。在一些椭圆形形状中，相反的边也是弯曲的。在其他椭圆形形状(有时称为跑道形状)中，相反的边是大致笔直的。跑道形状例如在PCT WO 04/007054和作为WO 04/082795公开的PCT申请US 04/07927中进行描述，所述文献中的每一个均通过引用并入本文。
描述外围或周边形状的另一种方式是通过限定由沿与卷绕物的绕组入口正交的方向穿过介质包截取的横截面而得到的周边。
可以提供介质或介质包的相反的流动端或流动面的多种不同的定义。在许多安排中，端部或端面是大致平坦的(平面的)并且彼此垂直。在其他安排中，端面中的一个或两个包括锥形的、例如阶梯状部分，其可以被限定为从介质包的侧壁的轴向端部轴向向外突出；或者从介质包的侧壁的端部轴向向内突出。
槽纹密封件(例如，由单面层珠粒、缠绕珠粒或层叠珠粒实现)可以由多种材料形成。在引用和结合的参考文献中的不同参考文献中，热熔密封件或聚氨酯密封件被描述为可能用于不同的应用。
在图33中，总体上描绘了通过卷绕单面介质的单个条带而构造成的卷绕式介质包(或卷绕式介质)830。所描绘的特定卷绕式介质包是椭圆形介质包830a，具体地是跑道形介质包831。在介质包830的外部的介质尾端被示出为831x。为了方便和进行密封，典型地将沿着介质包830的笔直区段终止该尾端。典型地，沿着该尾端定位热熔密封珠粒或密封珠粒，以确保密封。在介质包830中，相反的流动(端)面被指定为832、833。一个将是流入面，另一个是流出面。
在图34中，(示意性地)示出了由z形过滤介质条带形成层叠式z形过滤介质(或介质包)的步骤，每个条带是紧固到表面片材上的带槽片材。参考图33，单面层条带200被示出为添加到与条带200类似的条带202的叠层201上。条带200可以从条带76、77中的任一个切割。在图33的205处，示出了在与单面层珠粒或密封件相反的边缘处、在与条带200、202相对应的每个层之间施加层叠珠粒206。(层叠也可以在每个层被添加到叠层的底部而不是顶部的情况下完成)。
参考图34，每个条带200、202具有前边缘207和后边缘208以及相反的侧边缘209a、209b。包括每个条带200、202的波纹状片材/表面片材组合的入口槽纹和出口槽纹大致在前边缘207与后边缘208之间并且平行于侧边缘209a、209b延伸。
仍然参考图34，在形成的介质或介质包201中，相反的流动面以210、211指示。在过滤过程中，面210、211中哪一个是入口端面以及哪一个是出口端面的选择是选择问题。在一些实例中，层叠珠粒206与上游或入口面211相邻定位；而在其他实例中，正好相反。流动面210、211在相反的侧面220、221之间延伸。
层叠介质构型或介质包201在此有时被称为“块状”层叠式介质包。术语“块状”在此背景下是指示所述安排形成为矩形块，其中所有面相反于所有邻近壁面成90°。在另一个例子中，可以在一些实例中通过使每个条带200与相邻条带的对准稍微偏移来创造叠层，以创造平行四边形或倾斜块形状，其中，入口面和出口面彼此平行，但不与上下表面垂直。
在一些实例中，介质或介质包将被称为在任何横截面中具有平行四边形形状，这意味着任何两个相反的边大致彼此平行地延伸。
应当注意，对应于图34的块状层叠安排在U.S.5,820,646的现有技术中进行描述，所述文献通过引用并入本文。还应当注意，层叠安排在U.S.5,772,883；5,792,247；美国专利公布号2004/0187689中有所描述。这些参考文献中的每一个均通过引用并入本文。应当注意，在美国专利公布号2005/0130508中示出的叠层安排是块状叠层安排。
还应当注意，在一些实例中，可以将多于一个叠层并入单个介质包中。此外，在一些实例中，可以利用其中具有凹部的一个或多个流动面来生成叠层，例如，如US 7,625,419中所示，所述文献通过引用并入本文。
可以通过根据本披露内容的选定原理来使用介质安排或介质包的替代类型，其包括在介质安排或介质包之间延伸的相反端之间的槽纹。这种替代介质安排或介质包的实例在图35-35B中进行描绘。图35-35B的介质类似于DE 20 2008 017 059 U1中所描绘和描述的介质；并且如有时可见于以商标“IQORON”从曼·胡默尔公司(Mann&Hummel)购得的安排中。
参考图35，介质或介质包总体上用1250表示。介质或介质包1250包括第一外部褶皱式(脊形)介质环1251和第二内部褶皱式(脊形)介质环1252，每个介质环具有在相反的流动端之间延伸的褶皱尖端(或脊部)。图35的视图朝向介质包(流动)端部1255。根据选定的流动方向，所描绘的端部1255可以是入口(流动)端或出口(流动)端。对于使用已表征的原理的许多安排，介质包1250将被构造在过滤器滤芯中使得端部1255是流入端。
仍然参考图35，外部褶皱式(脊形)介质环1251被构造成椭圆形形状，但替代方案是可能的。在1260处，例如被模制在适当位置的褶皱端部封闭件被描绘为在介质包端部1255处封闭褶皱或脊部1251的端部。
褶皱或脊部1252(和相关的褶皱尖端)被定位成由环1251包围并且与其隔开，并且因此褶皱式介质环1252也被描绘成稍微椭圆形的构型。在此实例中，环1252中的各个褶皱或脊部1252p的端部1252e被密封闭合。此外，环1252包围由典型地模制在适当位置的中心材料条带1253封闭的中心1252c。
在过滤过程中，当端部1255是流入端时，空气进入两个介质环1251、1252之间的间隙1265。然后，随着空气过滤移动穿过介质包1250，它流过环1251或环1252。
在所描绘的实例中，环1251被构造成朝向环1252向内倾斜而远离端部1255延伸。为了结构完整性，还示出了支撑包围环1252的端部的定心环1267的间隔件1266。
在图35A中，滤芯1250的与端部1255相反的端部1256是可见的。这里，可以看到包围开放气体流动区域1270的环1252的内部。当空气在大致朝向端部1256且远离端部1255的方向上被引导穿过滤芯1250时，空气的穿过环1252的部分将进入中心区1270并且在端部1256从其中心区离开。当然，进入介质环1251的空气在过滤过程中通常将围绕端部1256的外周边1256p(在其上方)通过。
在图35B中，提供了滤芯1250的示意性横剖面图。选定的识别和描述的特征由相同的参考标号表示。
根据以上描述的图35-35B的评论可以理解，所描述的滤芯1250通常是具有在相反的流动端1255、1256之间沿纵向方向延伸的介质尖端的滤芯。
在图35-35B的安排中，介质包1250被描绘为具有椭圆形、具体地跑道形状的周边。以这种方式描绘是因为以下许多实例中的空气过滤器滤芯也具有椭圆形或跑道形状的构型。然而，这些原理可以以多种替代的外围形状体现。
在此，在图36-41中，提供了可用于本文所表征的原理的选定应用中的介质类型的另外一些替代变化的一些示意性的局部横剖面图。某些实例在2014年11月10日提交的并且由本披露内容的受让方唐纳森公司(Donaldson Company,Inc.)拥有的USSN 62/077,749中有所描述。USSN62/077,749的披露内容通过引用并入本文。一般来说，图9-12的每个安排表示可以层叠或卷绕成具有相反的流入端和流出端(或面)的安排的介质类型，其中具有直通流动。
在图36中，描绘了来自USSN 62/077,749的示例介质安排1301，其中压花片材1302被紧固到非压花片材1303上，然后层叠并卷绕成介质包，其中具有沿着在此先前针对图1所描述类型的相反边缘实现的密封件。
在图37中，描绘了来自USSN 62/077,749的替代示例介质包1310，其中第一压花片材1311被紧固到第二压花片材1312，并且然后形成为层叠或卷绕介质包安排，其具有边缘密封。
边缘密封可以在上游端或下游端中、在一些实例中在两者中实行。尤其是当介质在过滤过程中可能遇到化学材料时，可能希望避免典型的粘合剂或密封剂。
在图38A中，描绘了横截面，其中带槽纹片材X在其上具有不同的压花以便与表面片材Y接合。同样，这些片材可以是分开的或同一介质片材的区段。
在图38B中，还示出了带槽纹片材X与表面片材Y之间的这种安排的示意性描绘。
在图38C中，示出了带槽纹片材X与表面片材Y之间的这种原理的进一步变化。这些旨在帮助理解各种各样的方法是如何成为可能的。
在图39中，示出了带槽纹片材X和表面片材Y的另一个可能的变化。
在图40和图41中，描绘了示例介质安排6401，其中带槽纹片材6402被紧固到表面片材6403上。表面片材6403可以是平板。然后可以将介质安排6401层叠或卷绕成介质包，其中具有沿着在此先前针对图1所描述类型的相反边缘的密封。在所示的实施例中，带槽片材6402的槽纹6404具有包括一系列顶峰6405和鞍部6406的起伏脊线。相邻槽纹6404的顶峰6405可以如图40和图41所示那样对准或偏移。此外，顶峰高度和/或密度可以沿着槽纹6404的长度增加、减小或保持恒定。顶峰槽纹高度与鞍部槽纹高度的比率可以从约1.5比1到1.1比约1变化。
应当注意，没有特别要求相同的介质用于带槽片材区段和表面片材区段。可能希望在每个片材区段中具有不同的介质，以实现不同的效果。例如，一个片材区段可以是纤维素介质，而另一个片材区段是含有一些非纤维素纤维的介质。它们可以具有不同的孔隙率或不同的结构特性，以实现期望的结果。
当介质被定向用于在滤芯的相反的流动端之间进行过滤时，优选地应用在此所表征的许多技术，所述滤芯是具有在这些相反端之间的方向上延伸的槽纹或褶皱尖端的介质。然而，替代方案是可能的。在此关于密封件安排定义所表征的技术可以应用于具有相反流动端的过滤器滤芯中，其中介质被定位成用于过滤在这些端部之间的流体流动，即使当介质不包括在这些端部之间的方向上延伸的槽纹或褶皱尖端时。例如，介质可以是深度介质，可以在替代方向起褶皱，或者它可以是非褶皱式材料。
在此所表征的技术可与在流动端之间延伸得相对较深(通常为至少100mm，典型地为至少150mm，经常为至少200mm，有时为至少250mm，并且在一些实例中为300mm或更多)的滤芯一起使用，并且在使用过程中被构造用于大的装载容积。这些类型的系统典型地将是这样的系统：其中介质被构造成具有在相反的流动端之间的方向上延伸的褶皱尖端或槽纹。
现在参考图42A图42B，以参考标号900示出了具有如图10-13中所示的波形壁210的可在空气滤清器组件中使用的替代过滤器元件。过滤器元件900包括圆柱形安排的介质包902、封闭端盖帽904和开放端盖帽906。介质包优选地包括内部筛网或支撑结构908以及有助于支撑介质包902的外部筛网或支撑结构910。优选地，介质包902为褶皱式介质包，并且筛网或支撑结构908和910从封闭端盖帽904延伸至开放端盖帽906。介质包902围绕中心开放容积912安排，并且开放端盖帽906包括中心开口914，该中心开口与中心开放容积912连通。封闭端盖帽904对于通过其的空气的流是封闭的，并且开放端盖帽906对于通过中心开口914的空气的流是打开的。如先前所讨论，要过滤的流体(诸如空气)可以向内流动通过介质包902并且洁净的空气可以从中心开放容积912流动通过中心开口914。替代性地，流动可以反向，使得脏污流体经由中心开口914和中心开放容积912进入，并且然后流动通过介质包902以提供其过滤，并且然后流动至介质包902的外部。
开放端盖帽906包括密封构件916。内部筛网或支撑结构908形成密封构件916的支撑件920，但可设置与内部筛网或支撑结构908分离的支撑件。所示密封构件916具有可以被表征为向内定向的径向密封表面的密封表面918。此外，密封构件916可以包括导入区域922和过渡区域924。在向内定向的密封的情况下，当设置有与壳体分离的过滤器元件900时，内周边可以从导入区域922减小到过渡区域924并且减小到密封表面918。导入区域922和过渡区域924有助于密封表面918成为反射波形壁210的构型，使得所述密封表面在插入包含波形壁210的空气滤清器时对波形壁210提供密封。
开放端盖帽906的密封构件916具有足以与对应的空气滤清器波形壁密封表面形成密封的柔软度。密封的形成可以通过符合密封性能测试ISO 15011:2014的标准来确定。因此，密封构件916在接合空气滤清器波形壁密封表面时通过符合ISO 15011:2014的标准来形成密封。密封构件916可以被表征为在被引入空气滤清器中并设置成与空气滤清器壳体具有密封关系时，具有足以与空气滤清器壳体的波形壁密封表面形成密封的柔软度。此外，密封构件916可以被表征为被构造成与或能够与波形壁适形从而使得密封表面918镜像波形壁。由于密封构件916的柔软度，密封构件密封表面918能够与空气滤清器壳体的波形壁密封表面的构型相适形。可用于形成密封构件916的示例性材料包括硅橡胶。优选地，硅橡胶可以具有根据ASTM D-412的00-30至00-10、并且更优选地约00-20的肖氏硬度。可以使用的示例型硅橡胶可以商品名
Figure GDA0003949178290000481
从Smooth-On公司购得。可以使用的示例性
Figure GDA0003949178290000482
橡胶包括
Figure GDA0003949178290000483
00-20。此外，选择用于形成密封的具体密封构件材料取决于各种条件，诸如操作温度、密封厚度、凸角尺寸等。
当过滤器元件900被引入空气滤清器使得密封构件916与空气滤清器壳体的波形壁表面形成密封时，诸如所示的向内定向的径向密封，密封表面918与波形壁构型适形。因此，当过滤器元件900被设置成与空气滤清器壳体的波形壁密封表面具有密封关系时，可以被表征为具有径向定向的密封表面以及密封支撑件表面与径向定向的密封表面之间的厚度，所述厚度围绕中心轴线X沿着密封构件表面而变化。此外，密封表面918在被插入具有波形壁表面的壳体时可以被表征为具有径向定向的密封构件表面918、沿着密封构件表面安排并形成密封构件表面的多个凸角，并且其中多个凸角提供约1mm/凸角至约25mm/凸角的节距。密封表面918的构型可以与波形壁的其他特征一致。
在引入过滤器元件与同壳体成为密封关系之前，密封表面918可具有不反射波形壁构型的光滑表面(例如，参见图42A和42B)或非光滑表面(诸如带纹理或图案化的表面)。可能有帮助的是提供具有非光滑表面的密封表面918以帮助密封表面918与波形壁形状相适形。
尽管所示的过滤器元件900具有向内定向的能够与空气滤清器的向外定向的波形壁密封表面适形并将其密封的径向密封表面918，诸如图10-13中所示的第一过滤器滤芯密封表面202，可以设置替代过滤器元件，其中密封构件包括向外定向的径向密封表面，所述向外定向的径向密封表面可以(或能够)与空气滤清器中向内定向的波形壁密封表面相适形。向内定向的波形壁密封表面的实例显示为图10-13中的第二过滤器滤芯密封表面204。可以将密封构件设置为足够柔软，使得其反射波形壁，并与波形壁形成密封。
如图10所示，使用足够柔软的密封构件，使得密封表面(无论是向内定向还是向外定向)可以被应用至过滤器元件以提供对于波形壁202和204的密封的相同原理可以被应用至过滤器元件以用于密封如图26-27中所示的密封波形壁412以及如图28-32中所示的波形壁505(包括波形壁密封表面506和波形壁密封表面507)。即，能够与波形壁适形并且由此采用波形壁的形状的柔软密封构件可以用作图26中的密封构件422，并用作图28的密封构件510和密封构件522。
密封支撑件可设置为各种替代结构，所述替代结构以与壳体成密封的关系支撑密封构件。密封支撑件的一种类型为预制件。预制件的实例为注塑塑料。然而应当理解，术语“预制件”是指在其上施加密封构件之前密封支撑件的形成。预制件的其他实例包括筛网、过滤介质和各种其他塑料形成的结构。尽管这些是预制件的实例，它们也是密封支撑件的实例。可以用作密封支撑件的过滤介质的实例包括加强的过滤介质，所述加强的过滤介质具有施加至过滤介质的硬化剂。例如在国际公布号WO 2016/057815的例如段落[0099]-[0161]中描述了加强的过滤介质的实例，其中将增强剂施加于过滤介质，并且增强剂和过滤介质因此形成密封支撑件，无需额外的塑料结构(诸如注塑塑料结构)来支撑密封。与增强剂和过滤介质一起使用以支撑密封构件相关的国际公布号WO 2016/057815的披露内容通过引用并入。此外，可以通过以下方法提供密封支撑件：围绕过滤介质包施加可固化材料(诸如聚合物材料)，使可固化材料固化或硬化，并且然后围绕经固化的材料施加壳体密封(例如通过模塑)，使得经固化的材料形成密封支撑件以用于壳体密封，如美国专利号8,241,383中所述。美国专利号8,241,383的整个披露内容通过引用并入本文。如所述，可以通过喷射可固化材料或模塑可固化材料到过滤介质上或周围来施加可固化材料。
选定特征
方面1.一种过滤器滤芯，所述过滤器滤芯包括：(a)过滤介质；以及(b)联接至所述过滤介质的壳体密封安排，所述壳体密封安排包括：(i)具有表面的密封支撑件；以及(ii)由所述密封支撑件支撑并具有径向定向的密封表面以及在所述密封支撑表面与所述径向定向的密封表面之间的厚度的密封构件，所述厚度沿着所述密封构件表面而变化。方面2.根据方面1所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述径向定向的密封表面包括向内定向的径向密封表面。方面3.根据方面1所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述径向定向的密封表面包括向外定向的径向密封表面。方面4.根据方面1-3中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封支撑件与所述径向定向的密封表面之间的所述厚度在径向方向上变化。方面5.根据方面1-4中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封支撑件与所述径向定向的密封表面之间的所述厚度通常在轴向方向上恒定。方面6.根据方面1-5中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封构件厚度通过最小厚度和最大厚度来变化，其中所述最大厚度至少为所述最小厚度的1.1倍。方面7.根据方面1-6中任一项所述的过滤器滤芯，其中：所述径向定向的密封表面包括(a)多个向外突出并轴向延伸的部分；以及(b)多个向内突出并轴向延伸的部分中的至少一者。方面8.根据方面7所述的过滤器滤芯，其中：(a)当所述滤芯被引入壳体并且与壳体密封表面形成密封时，在所述径向定向的密封表面中形成所述多个向外突出并轴向延伸的部分和所述多个向内突出并轴向延伸的部分。方面9.根据方面7所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述径向定向的密封表面包括与多个向内突出并轴向延伸的部分交替的多个向外突出并轴向延伸的部分，并且所述径向定向的密封表面包括向外定向的径向密封表面，其中在所述多个向外突出并轴向延伸的部分处所述密封支撑件与所述径向定向的密封表面之间的所述密封构件的厚度大于在所述多个向内突出并轴向延伸的部分处所述密封支撑件与所述径向定向的密封表面之间的所述密封构件的厚度。方面10.根据方面7所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述径向定向的密封表面包括与多个向内突出并轴向延伸的部分交替的多个向外突出并轴向延伸的部分，并且所述径向定向的密封表面包括向内定向的径向密封表面，其中在所述多个向外突出并轴向延伸的部分处所述密封支撑件与所述径向定向的密封表面之间的所述密封构件的厚度小于在所述多个向内突出并轴向延伸的部分处所述密封支撑件与所述径向定向的密封表面之间的所述密封构件的厚度。方面11.根据方面7-10中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述径向定向的密封表面包括与多个向内突出并轴向延伸的部分交替的多个向外突出并轴向延伸的部分，所述多个向外突出并轴向延伸的部分和所述多个向内突出并轴向延伸的部分中的至少一者包括弯曲部分。方面12.根据方面7-11中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述径向定向的密封表面包括与多个向内突出并轴向延伸的部分交替的多个向外突出并轴向延伸的部分，所述径向定向的密封表面沿着围绕所述过滤器滤芯轴线延伸的所述密封支撑件的每英寸包括与至少两个所述径向向内突出并轴向延伸的部分交替的至少两个所述径向向外突出并轴向延伸的部分。方面13.根据方面7-12中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述径向定向的密封表面包括与多个向内突出并轴向延伸的部分交替的多个向外突出并轴向延伸的部分，所述径向定向的密封表面沿着围绕所述过滤器滤芯轴线延伸的所述密封支撑件的一英寸距离包括与不到约13个所述径向向内突出并轴向延伸的部分交替的不到约13个所述径向向外突出并轴向延伸的部分。方面14.根据方面7-13中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述径向定向的密封表面包括与多个向内突出并轴向延伸的部分交替的多个向外突出并轴向延伸的部分，所述径向定向的密封表面包括与大于20个(包含在内)所述径向向内突出并轴向延伸的部分交替的大于20个(包含在内)所述径向向外突出并轴向延伸的部分。方面15.根据方面7-14中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述径向定向的密封表面包括与多个向内突出并轴向延伸的部分交替的多个向外突出并轴向延伸的部分，所述径向定向的密封表面包括与20-400个(包含在内)所述径向向内突出并轴向延伸的部分交替的20-400个(包含在内)所述径向向外突出并轴向延伸的部分。方面16.根据方面1-15中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述壳体密封安排形成流体端口，其中流体流入或流出所述过滤介质，并且所述密封支撑件与所述径向定向的密封构件之间的所述密封构件的所述厚度围绕所述流体端口变化。方面17.根据方面1-16中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质具有第一端部和第二端部；并且环绕并限定中心开放容积。方面18.根据方面17所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括围绕所述中心开放容积安排的褶皱式介质。方面19.根据方面17所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括围绕所述中心开放容积安排的非褶皱式介质。方面20.根据方面1-16中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括限定第一流动面和相反的第二流动面的过滤介质；并具有靠近所述第二流动面封闭的槽纹组，以及靠近所述第一流动面封闭的槽纹组。方面21.根据方面1-16和20中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括带槽纹的介质片材，所述带槽纹的介质片材附接至第二介质片材并缠绕或层叠。方面22.根据方面1-16和20-21中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括限定第一流动面和相反的第二流动面，具有从所述第一流动面延伸至所述第二流动面的槽纹的过滤介质，并且其中除了流动通过所述过滤介质外，从所述第一流动面到所述第二流动面的流动被关闭。方面23.根据方面7-16中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述径向定向的密封表面包括与多个向内突出并轴向延伸的部分交替的多个向外突出并轴向延伸的部分，并且所述密封支撑件表面与所述径向定向的密封表面之间的所述厚度围绕所述过滤器滤芯轴线沿着所述径向定向的密封表面在所述向外突出并轴向延伸的部分与所述向内突出并轴向延伸的部分之间连续变化。方面24.根据方面1-23中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质具有第一端部和第二端部；(b)第一开放端件被定位在所述介质的所述第一端部；并且(c)所述壳体密封安排被定位在所述第一端件上。方面25.根据方面1-24中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封支撑件包括围绕过滤介质轴线延伸的支撑结构，所述密封支撑件也支撑所述过滤介质。方面26.根据方面1-25中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封支撑件包括预制件。方面27.根据方面1-26中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述径向定向的密封表面从所述过滤介质的所述端部凹陷。方面28.一种过滤器组件，所述过滤器组件包括：(a)壳体，所述壳体具有气体流入口和气体流出口并且包括具有检修盖的主体区段；(b)波形壁壳体密封结构；以及(c)根据方面1-26中任一项所述的过滤器滤芯，所述过滤器滤芯可操作地、可移除地定位在所述壳体中并密封至所述波形壁壳体密封结构。方面29.根据方面28所述的过滤器组件，其中：(a)所述波形壁壳体密封结构包括第一过滤器滤芯波形壁表面和第二过滤器滤芯波形壁表面。方面30.根据方面29所述的过滤器组件，其中：(a)所述第一过滤器滤芯波形壁表面和所述第二过滤器滤芯波形壁表面位于所述波形壁壳体密封结构的相反侧上。方面31.一种过滤器滤芯，所述过滤器滤芯包括：(a)过滤介质；以及(b)壳体密封安排，所述壳体密封安排包括：(i)具有径向定向的密封构件表面的密封构件；(ii)沿着所述密封构件表面安排并形成所述密封构件表面的多个凸角；并且(iii)其中所述多个凸角提供约1mm/凸角至约25mm/凸角的节距。方面32.根据方面31所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述多个凸角提供约2mm/凸角至约12mm/凸角的节距。方面33.根据方面31所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述多个凸角提供约4mm/凸角至约10mm/凸角的节距。方面34.根据方面31-33中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封构件表面被设置为向内定向的径向密封表面。方面35.根据方面31-33中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封构件表面被设置为向外定向的径向密封表面。方面36.根据方面31-35中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质围绕所述密封构件表面外围安排。方面37.根据方面31-35中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封构件表面围绕所述过滤介质外围安排。方面38.根据方面31-37中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括褶皱式介质。方面39.根据方面38所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述褶皱式介质围绕中心开放容积安排。方面40.根据方面31-37中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括非褶皱式介质。方面41.根据方面40所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括限定第一流动面和相反的第二流动面的过滤介质；并具有靠近所述第二流动面封闭的槽纹组，以及靠近所述第一流动面封闭的槽纹组。方面42.根据方面40和41中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括带槽纹的介质片材，所述带槽纹的介质片材附接至第二介质片材并缠绕或层叠。方面43.根据方面40-41中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括限定第一流动面和相反的第二流动面，具有从所述第一流动面延伸至所述第二流动面的槽纹的过滤介质，并且其中除了流动通过所述过滤介质外，从所述第一流动面到所述第二流动面的流动被关闭。方面44.一种过滤器组件，所述过滤器组件包括：(a)壳体，所述壳体具有气体流入口和气体流出口并且包括具有检修盖的主体区段；(b)波形壁壳体密封结构；以及(c)根据方面30-42中任一项所述的过滤器滤芯，所述过滤器滤芯可操作地、可移除地定位在所述壳体中并密封至所述波形壁壳体密封结构。方面45.根据方面44所述的过滤器组件，其中：(a)所述波形壁壳体密封结构包括第一过滤器滤芯波形壁表面和第二过滤器滤芯波形壁表面。方面46.根据方面45所述的过滤器组件，其中：(a)所述第一过滤器滤芯波形壁表面和所述第二过滤器滤芯波形壁表面位于所述波形壁壳体密封结构的相反侧上。方面47.一种过滤器滤芯，所述过滤器滤芯包括：(a)过滤介质；以及(b)联接至所述过滤介质的壳体密封安排，所述壳体密封安排包括：(i)密封支撑件；以及(ii)密封构件，所述密封构件由所述密封支撑件支撑并具有径向定向的表面和足以允许所述径向定向的表面与过滤器壳体上的波形壁密封表面适形的柔软度，所述波形壁密封表面具有以约1mm/凸角至约25mm/凸角的节距设置的多个凸角。方面48.根据方面47所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述多个凸角提供约2mm/凸角至约12mm/凸角的节距。方面49.根据方面47所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述多个凸角提供约4mm/凸角至约10mm/凸角的节距。方面50.根据方面47-49中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封构件表面被设置为向内定向的径向密封表面。方面51.根据方面47-49中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封构件表面被设置为向外定向的径向密封表面。方面52.根据方面47-51中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质围绕所述密封构件表面外围安排。方面53.根据方面47-51中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封构件表面围绕所述过滤介质外围安排。方面54.根据方面47-53中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括褶皱式介质。方面55.根据方面54所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述褶皱式介质围绕中心开放容积安排。方面56.根据方面47-53所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括非褶皱式介质。方面57.根据方面56所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括限定第一流动面和相反的第二流动面的过滤介质；并具有靠近所述第二流动面封闭的槽纹组，以及靠近所述第一流动面封闭的槽纹组。方面58.根据方面56和57中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括带槽纹的介质片材，所述带槽纹的介质片材附接至第二介质片材并缠绕或层叠。方面59.根据方面56-58中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述过滤介质包括限定第一流动面和相反的第二流动面，具有从所述第一流动面延伸至所述第二流动面的槽纹的过滤介质，并且其中除了流动通过所述过滤介质外，从所述第一流动面到所述第二流动面的流动被关闭。方面60.根据方面47-59中任一项所述的过滤器滤芯，其中：(a)所述密封构件包括硅橡胶。方面61.一种过滤器组件，所述过滤器组件包括：(a)壳体，所述壳体具有气体流入口和气体流出口并且包括具有检修盖的主体区段；(b)波形壁壳体密封结构；以及(c)根据方面46-59中任一项所述的过滤器滤芯，所述过滤器滤芯可操作地、可移除地定位在所述壳体中并密封至所述波形壁壳体密封结构。方面62.根据方面61所述的过滤器组件，其中：(a)所述波形壁壳体密封结构包括第一过滤器滤芯波形壁表面和第二过滤器滤芯波形壁表面。方面63.根据方面62所述的过滤器组件，其中：(a)所述第一过滤器滤芯波形壁表面和所述第二过滤器滤芯波形壁表面位于所述波形壁壳体密封结构的相反侧上。方面64.一种维护根据方面28-30、44-46和61-63中的任一项所述的过滤器组件的方法，所述方法包括：(a)将所述过滤器滤芯引入所述壳体并在所述密封构件与所述波形壁壳体密封结构之间形成密封。方面65.一种根据方面64所述的维护过滤器组件的方法，所述方法进一步包括：(a)通过将所述过滤器滤芯引入所述壳体的所述步骤，使所述密封构件与所述波形壁壳体密封结构适形。
同样，在此描述的原理、技术、和特征可以应用于多种系统中，并且不要求将鉴定的全部有利特征结合在组件、系统、或部件中以获得根据本披露内容的某些益处。

Claims (18)

1.一种过滤器滤芯，所述过滤器滤芯包括：
(a)过滤介质，所述过滤介质包括围绕中心开放容积设置的褶皱式介质，所述过滤介质从过滤介质第一端延伸到过滤介质第二端；
(b)衬垫，所述衬垫用于支撑围绕中心开放容积设置的褶皱式介质，所述衬垫从衬垫第一端延伸到衬垫第二端；
(c)第一开口端盖和第二闭合端盖，其中：
(i)过滤介质第一端和衬垫第一端伸入第一开口端盖；
(ii)过滤介质第二端和衬垫第二端伸入第二闭合端盖；
(iii)第一开口端盖包括形成穿过第一开口端盖的开口的内表面，其中过滤器滤芯包括伸过中心开放容积、第二闭合端盖和第一开口端盖中的开口的中心轴线；
(iv)第一开口端盖的内表面包括密封表面，所述密封表面被构造成形成抵靠空气滤清器密封表面的密封；
(v)密封表面包括多个向外突出并轴向延伸的部分和多个向内突出并轴向延伸的部分；和
(vi)伸入第一开口端盖的衬垫第一端位于密封表面和过滤介质第一端之间。
2.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)围绕中心开放容积设置的褶皱式介质被设置为圆柱形构型。
3.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)围绕中心开放容积设置的褶皱式介质被设置为圆锥形构型。
4.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)密封表面与衬垫第一端之间的第一开口端盖的厚度沿着密封表面在围绕过滤器滤芯的中心轴线的方向上变化。
5.根据权利要求4所述的过滤器滤芯，其中：
(a)第一开口端盖包括密封表面与衬垫第一端之间的厚度，所述厚度沿与中心轴线平行的方向大体恒定。
6.根据权利要求4所述的过滤器滤芯，其中：
(a)密封表面与衬垫第一端之间的第一开口端盖的厚度在围绕中心轴线的方向上通过最小厚度和最大厚度来变化，其中最大厚度至少为最小厚度的1.1倍。
7.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)当过滤器滤芯被引入壳体并且与壳体密封表面形成密封时，在密封表面形成多个向外突出并轴向延伸的部分和多个向内突出并轴向延伸的部分。
8.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)与多个向内突出并轴向延伸的部分交替的多个向外突出并轴向延伸的部分在围绕过滤器滤芯的中心轴线的方向上交替。
9.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)多个向外突出并轴向延伸的部分和多个向内突出并轴向延伸的部分包括弯曲部分。
10.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)密封表面沿着围绕过滤器滤芯的中心轴线延伸的密封支撑件每英寸包括与至少两个径向向内突出并轴向延伸的部分交替的至少两个径向向外突出并轴向延伸的部分。
11.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)密封表面沿着沿围绕过滤器滤芯的中心轴线延伸的密封支撑件的一英寸距离包括与不到13个径向向内突出并轴向延伸的部分交替的不到13个径向向外突出并轴向延伸的部分。
12.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)密封表面包括与大于20个径向向内突出并轴向延伸的部分交替的大于20个径向向外突出并轴向延伸的部分。
13.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)密封表面包括与20-400个径向向内突出并轴向延伸的部分交替的20-400个径向向外突出并轴向延伸的部分。
14.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)密封表面从离第二闭合端盖最远的第一开口端盖的一端凹入。
15.根据权利要求1所述的过滤器滤芯，其中：
(a)内表面包括导入区域和密封区域，其中导入区域和密封区域均包括多个向外突出并轴向延伸的部分和多个向内突出并轴向延伸的部分，并且其中密封区域包括密封表面。
16.根据权利要求15所述的过滤器滤芯，其中：
(a)导入区域和密封区域从离第二闭合端盖最远的第一开口端盖的一端凹入，并且密封区域比导入区域凹入更深。
17.一种过滤器滤芯，所述过滤器滤芯包括：
(a)过滤介质，所述过滤介质包括围绕中心开放容积设置的褶皱式介质，所述过滤介质从过滤介质第一端延伸到过滤介质第二端；
(b)衬垫，所述衬垫用于支撑围绕中心开放容积设置的褶皱式介质；
(c)第一开口端盖和第二闭合端盖，其中：
(i)过滤介质第一端伸入第一开口端盖；
(ii)过滤介质第二端伸入第二闭合端盖；
(iii)第一开口端盖包括形成穿过第一开口端盖的开口的内表面；
(iv)第一开口端盖的内表面包括密封表面，所述密封表面被构造成形成抵靠空气滤清器密封表面的密封，所述密封表面从离第二闭合端盖最远的第一开口端盖的一端凹入；以及
(v)第一开口端盖的内表面包括多个向外突出并轴向延伸的部分和多个向内突出并轴向延伸的部分。
18.根据权利要求17所述的过滤器滤芯，其中：
(a)第一开口端盖的内表面包括在密封表面和离第二闭合端盖最远的第一开口端盖的一端之间的导入区域。
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