CN113692312B - 用于对流体进行过滤的过滤器元件 - Google Patents

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Abstract

披露了一种过滤器元件，所述过滤器元件用于对穿过所述过滤器元件的流体进行过滤，所述过滤器元件具有流体入口面和流体出口面并且设置有一组第一通道和一组第二通道，待过滤的流体能够通过所述过滤器元件从相应的第一通道流入被布置在所述第一通道旁边的第二通道中，其中，贯通通道穿过过滤器组从所述流体入口面通向所述流体出口面，所述贯通通道在所述流体入口面处具有开口和/或在所述流体出口面处具有开口，其中，元件封闭穿过贯通通道的流体流，同时在所述贯通通道内部留下开放的体积，所述体积是所述贯通通道在没有所述元件的情况下将具有的体积的至少10％，或者所述元件允许穿过所述贯通通道的流体流并与穿过所述贯通通道的流体流相互作用，和/或所述贯通通道的侧壁至少在一些区域偏离圆柱形壁，以便由此形成与穿过所述贯通通道的流体流相互作用的元件。

Description

用于对流体进行过滤的过滤器元件
技术领域
本披露内容涉及一种过滤器元件，该过滤器元件用于对通过该过滤器元件的流体进行过滤。本披露内容还涉及一种用于对流体进行过滤的过滤器布置。本披露内容还涉及一种用于对流体进行过滤的方法。本披露内容还涉及一种过滤器元件的用途。本披露内容还涉及一种用于生产过滤器布置的方法以及一种用于生产过滤器元件的方法。
背景技术
从WO 2017/174199 A1已知一种过滤器元件，该过滤器元件用于对穿过过滤器元件的流体进行过滤。过滤器元件形成过滤器组。过滤器组具有流体入口面(即，顶面)和流体出口面(即，底面)。过滤器组设置有一组第一通道，其中每个第一通道从布置在顶面处的第一端朝向第二端延伸。每个第一通道在其第一端处具有入口开口，待过滤的流体可以通过该入口开口流入相应的第一通道中。每个第一通道在其第二端处封闭。过滤器元件还具有一组第二通道，其中每个第二通道从底面处的第二端朝向第一端延伸。每个第二通道在其第二端处具有出口开口，经过滤的流体可以通过该出口开口流出相应的第二通道。每个第二通道在其第一端处封闭。相应的第一通道通过分隔壁与被布置在其旁边的第二通道分开。分隔壁由过滤器元件形成，待过滤的流体可以通过该分隔壁从相应的第一通道流入被布置在其旁边的第二通道中。
鉴于该背景，本披露内容的目标是提供一种具有其他使用应用的过滤器元件。
发明内容
这个目标通过权利要求1至24的主题来解决。优选实施例在从属权利要求和以下的描述中进行描述。
本披露内容是基于以下想法：提供贯通通道，该贯通通道穿过过滤器元件从流体入口面通向流体出口面，该贯通通道在流体入口面处具有开口和/或在流体出口面处具有开口；以及在过滤器组中使用这种贯通通道以在贯通通道内部放置封闭穿过贯通通道的流体流而同时在贯通通道内部留下开放的体积的元件，该体积是贯通通道在没有该元件的情况下将具有的体积的至少10％，或者放置允许流体流穿过贯通通道但与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件，或者使贯通通道侧壁至少在一些区域中与圆柱形壁偏离，以便由此形成与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件。
提供穿过过滤器元件并且根据一个实施例在流体入口面处具有开口且在流体出口面处具有开口的贯通通道意味着在先前用于纯轴向贯通流动的过滤器元件中提供泄漏。在从WO 2017/174199 A1获知的过滤器组中，没有不穿过过滤介质的供流体从过滤器组的流体入口面到达流体出口面的流体的可能通路。在从WO 2017/174199 A1获知的过滤器组中，流体只能通过在某一点处流过过滤介质而从顶面穿过过滤器组流到底面。提供穿过过滤器组并且在顶面处具有开口且在底面处具有开口的贯通通道构成了用于在WO 2017/174199 A1中传达的使用类型的泄漏，因为它允许供流体从过滤器组的顶面穿过过滤器组流到过滤器组的底面而不流过过滤介质的流动路径。本披露内容接受这个缺点而支持可以通过在贯通通道内部提供与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件或者通过使贯通通道侧壁至少在一些区域中与圆柱形壁偏离以便由此形成与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件来获得的优点。
提供穿过过滤器组并且根据一个实施例在流体入口面处具有开口或在流体出口面处具有开口的贯通通道并不意味着在过滤器元件中提供泄漏，而是实现了过滤器元件内部的贯通通道的体积可以用于元件的布置。例如，可以布置测量流体入口面与流体出口面之间的压差的传感器，而不会留下使流体绕过过滤介质的旁路。可以提供谐振器，所述谐振器通过流体入口面处的开口或通过流体出口面处的开口而允许声波进入贯通通道的体积中，但是通过被元件封闭的贯通通道，声波不会继续进一步行进。
在贯通通道内部提供与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件提供了若干优点。与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件受到过滤器组保护。过滤器组包围贯通通道并且因此保护被布置在贯通通道内部的与流体流相互作用的元件。在贯通通道内部布置与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件还提供了使具有这种过滤器元件的过滤器布置更紧凑的机会。在根据现有技术的过滤器中的可能已经在流体的流动方向上布置在过滤器元件之前或之后的元件可以通过利用本披露内容而被结合到过滤器组本身中。这为过滤器的设计者提供了更多的机会来减小过滤器布置本身的长度。在贯通通道内部布置与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件还允许使元件与经调节的流体流相互作用的可能性。如果优选实施例中的贯通通道例如设置有圆柱形侧壁，则圆柱形侧壁可以帮助调节流体流，例如导致层流或至少减少流体流中的湍流的量。因此，如果在优选实施例中，将要与流体流相互作用的元件被布置成朝向贯通通道的供流体离开贯通通道的开口，则出现使元件与已沿其穿过贯通通道直到到达元件为止的行程调节的经调节流体流相互作用的机会。
将主要在具有过滤器组的过滤器元件的实施例上进行过滤器元件的披露，由此过滤器组具有通过顶面的流体入口面和通过底面的流体出口面。使用本披露内容的这个特定实施例是为了有助于阅读本披露内容，而不是将本披露内容限于具有过滤器组的过滤器元件，由此过滤器组具有通过顶面的流体入口面和通过底面的流体出口面。
根据本披露内容，过滤器元件具有穿过过滤器组的贯通通道。贯通通道在顶面处具有开口和/或在底面处具有开口。可以通过简单地使过滤器元件的某个区域没有属于一组第一通道的通道且没有属于第二组的第二通道的通道并且没有在顶面或底面处具有开口但没有另外的开口的任何其他类型的通道来获得贯通通道。因此，其中贯通通道不一定必须具有圆形或椭圆形的截面而是例如也可以具有多边形截面的实施例是可行的。在优选实施例中，贯通通道在顶面处的开口和贯通通道在底面处的开口具有相同的几何形状，例如圆形或例如椭圆形、最优选地具有相同的几何形状和相同的大小。最优选地，贯通通道在顶面处的开口和贯通通道在底面处的开口是一致的。其中贯通通道是锥形的实施例也是可行的，由此贯通通道在顶面处的开口与贯通通道在底面处的开口相比具有不同的大小。
在优选实施例中，贯通通道沿着一条线延伸穿过过滤器组。在优选实施例中，贯通通道沿着垂直于过滤器组的顶面和/或底面的线延伸。在优选实施例中，特别是对于其中将不同于构成贯通通道的元件、尤其不同于界定贯通通道的侧壁的单独元件引入到贯通通道中的那些实施例，贯通通道的垂直于贯通通道沿其延伸的线的大部分、优选地所有截面的几何形状具有相同的几何形状并且最优选地具有相同的几何形状和相同的大小。截面可以是圆形、椭圆形或甚至多边形或甚至自由形式。
界定贯通通道的侧壁可以由插入过滤器组中的单独元件提供。例如，贯通通道可以是布置在过滤器组内部并且从顶面通向底面的管的内部。然而，界定贯通通道的侧壁也可以是由过滤器组的其他元件(例如由背衬纸)提供的侧壁。背衬纸被理解为介质、典型地是片状介质，它们形成过滤器组的一部分并且优选地附接到过滤器组的其他部分，例如过滤介质，但是与过滤介质的区别在于它们不允许流体穿其而过。典型类型的背衬纸可以是硬纸箱、塑料包裹膜、浸渍纸或塑料管。
根据本披露内容，在一个实施例中，与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件被布置在贯通通道内部。其中元件支撑在界定贯通通道的壁上的实施例是可能的。该元件可以例如直接固定到贯通通道的侧壁。其他实施例是可行的，其中通过支柱或裂口或者其他支撑或连接元件，与流体流相互作用的元件被定位在距贯通通道的侧壁的一定距离处。例如，对于将被布置在贯通通道的中间并且与穿过贯通通道的流体流的流过贯通通道的中间的那部分相互作用的元件，这种设计是可行的。
根据本披露内容的这个方面，将不同于构成贯通通道的元件、尤其不同于界定贯通通道的侧壁的单独元件引入到贯通通道中。在优选实施例中，与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件因不连接到贯通通道的侧壁而与构成贯通通道的元件不同。在这种实施例中，元件将由布置在通道外部的元件支撑，例如布置在通道外部的过滤器组的元件，例如限定过滤器组的顶面或底面的元件，或者例如由形成包含过滤器组的过滤器布置的一部分的元件支撑，例如由形成过滤器的外壳的一部分的元件支撑。对于其中与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件连接到形成贯通通道的元件(例如，贯通通道的侧壁)的那些实施例，将引入到贯通通道中的元件与贯通通道区分开的一种可能方式是通过识别在与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件和形成贯通通道的元件之间的连接，例如已经用于将单独的元件附接到形成贯通通道的元件的胶水或焊接。将与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件与形成贯通通道的元件区分开的另外或替代性方式是通过由与构成贯通通道的元件不同的材料制成、优选地由与贯通通道的侧壁的材料不同的材料制成。因此，甚至对于使用与穿过贯通通道的流体流相互作用的以表面到表面附接直接地附接到侧壁的元件的实施例，该元件也可以通过由不同的材料制成而与通道的侧壁区分开。在其他实施例中，该元件可以与构成贯通通道的元件具有相同的材料或可以具有不同的材料，但是可以与构成贯通通道的元件区分开，并且尤其可以通过以下方式与贯通通道的侧壁区分开：将元件与侧壁相距一定距离放置以及完全没有将元件连接到侧壁(例如，在其中元件连接到贯通通道外部的过滤器组的一部分或者其中元件连接到包含过滤器组的过滤器布置的实施例中)或者通过连接元件(比如支柱)而连接到侧壁。
在优选实施例中，界定贯通通道的侧壁形成连续表面，由此连续表面被理解为没有台阶的表面，台阶是彼此邻接的两个表面的布置，两个表面之间的自由角度小于150°、优选地小于130°、优选地小于110°。两个表面的邻接区域可以是圆形的，例如通过提供圆角或倒角。
在本披露内容的另一方面，贯通通道的侧壁至少在一些区域中偏离圆柱形壁，以便由此形成与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件。这方面与在贯通通道中放置与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件的方面相关，但是预期现代制造技术允许将该元件与形成贯通通道的元件生产为一件、尤其是与贯通通道的侧壁成一件。如果在优选实施例中，贯通通道的侧壁由放置在过滤器组中的管提供，则与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件(例如，比如影响流体流动的叶片)可以例如通过铸造或模制、优选地注射模制而与管制造为一件。
在优选实施例中，贯通通道的侧壁至少在一些区域中偏离圆柱形壁，以便由此形成与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件，在这种意义上，贯通通道的侧壁可以具有截头圆锥的形式或者可以具有台阶。该实施例中的侧壁也可以具有喷嘴或喷口的形状。在优选实施例中，贯通通道的侧壁具有其中侧壁是圆柱形或椭圆形或多边形壁的区域，并且具有其中贯通通道的侧壁偏离圆柱形壁或多边形壁或椭圆壁的区域，以便由此形成与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件。在优选实施例中，侧壁的圆柱形或椭圆形或多边形的区域被放置在其中贯通通道的侧壁偏离圆柱形壁或多边形壁或椭圆壁以便由此形成与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件的区域的上方和/或下方。将具有圆柱形或椭圆形或多边形形式的侧壁的区域放置在其中贯通通道的侧壁偏离圆柱形壁或多边形壁或椭圆形壁的区域的上方或下方允许调节流体流，例如在流体进入其中贯通通道的侧壁偏离圆柱形壁或多边形壁或椭圆形壁的区域之前使流体分层。在替代性实施例中，贯通通道不包含任何具有圆柱形壁的区域，而仅具有形状偏离圆柱形形状的侧壁。
根据本披露内容，在一个实施例中，通过将单独的元件放置在贯通通道中或者通过向贯通通道的侧壁赋予特定形状而将与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件布置在贯通通道内部。流体流与元件之间的相互作用可以使得流体的特性通过相互作用而改变。该元件可以例如影响流体穿过贯通通道的流动路径。例如，这种元件可以是布置在贯通通道内部的叶片或旋风分离器。与流体流的相互作用也可以用于降噪的目的。例如，声谐振器(例如，声锥或消音器)可以被布置在贯通通道内部。与流体流的不同方式的相互作用由与流体流相互作用以便确定流体流的特性的元件提供。与流体流相互作用以确定流体流的特性的这种元件可以是感测流体的特性的传感器。布置在贯通通道内部的与穿过贯通通道的流体流相互作用的其他元件可以是扰乱穿过贯通通道的流体流但是出于其他目的而布置的元件。例如，质量块可以被布置在贯通通道中并固定到贯通通道的侧壁，目的是增加过滤器元件的质量并且从而减少使过滤器元件振动或者调谐该元件或空气滤清器组件的自身频率或谐振频率的趋势。或者，从贯通通道突出并允许容易地处理过滤器元件的把手可以被布置成在贯通通道内部固定到贯通通道的侧壁并且从该固定点伸出贯通通道。
在本披露内容的替代性实施例中，元件封闭穿过贯通通道的流体流，同时在贯通通道内部留下开放的体积，该体积是贯通通道在没有该元件的情况下将具有的体积的至少10％、优选地至少20％、优选地至少30％、优选地至少40％、优选地至少50％。代替封闭整个贯通通道，该实施例在封闭穿过贯通通道的流体流的同时在贯通通道中留下体积。与元件将完全封闭贯通通道的实施例相比，这种布置允许将贯通通道中留下的体积用于另外的目的。另外地，这种布置比其中元件将完全封闭贯通通道的布置更轻。
在本披露内容中，术语“流体入口面”和“流体出口面”应被理解为描述这种指定面分别用作“流体入口面”或“流体出口面”的能力，而不是将此类面限制为分别单独用作“流体入口面”或“流体出口面”。如本领域技术人员公知的，用于对在一个方向上流过过滤器元件的流体进行过滤的过滤器元件也可以用于通过使流体在相反方向上流过过滤器元件来过滤流体。术语“流体入口面”和“流体出口面”的使用也旨在作为在整个披露内容中一致地表示过滤器元件的一个面(即，被称为“流体入口面”的那个面)的手段，并且作为在整个披露内容中一致地表示过滤器元件的不是被称为“流体入口面”的那个面的一个不同面的手段。
在本披露内容中，术语“顶面”和“底部”应被理解为描述这种指定面分别用作“顶面”或“底面”的能力，例如，如果过滤器元件被保持在某个取向上的话，而不是将这些面限制为分别仅用作“顶面”或“底面”。过滤器元件可以保持在完全不同的取向上，例如其中被称为“顶面”的面指向一侧并且被称为“底面”的面指向不同侧。术语“顶面”和“底面”的使用也旨在作为在真个本披露内容中一致地表示过滤器元件的一个面(即，被称为“顶面”的那个面)的手段，并且作为在整个披露内容中一致地表示过滤器元件的不是被称为“底面”的那个面的一个不同面的手段。
在优选实施例中，过滤器元件具有纵向轴线。在优选实施例中，纵向轴线将过滤器组的顶面与过滤器组的底面连接。在优选实施例中，纵向轴线垂直于顶面和/或垂直于底面延伸。
根据优选实施例，贯通通道在顶面处的开口的截面面积和/或贯通通道在底面处的开口的截面面积大于任何第一通道的入口开口的截面面积和/或大于任何第二通道的出口开口的截面面积。优选地，贯通通道在顶面处的开口的截面面积和/或贯通通道在底面处的开口的截面面积比任何第一通道的入口开口的截面面积和/或比任何第二通道的出口开口的截面面积大1.5倍、优选地2倍、优选地5倍、优选地10倍、优选地20倍、优选地50倍、优选地100倍。在优选实施例中，在垂直于过滤器元件的纵向轴线的平面中测量贯通通道在顶面处的开口的截面面积和贯通通道在底面处的开口的截面面积以及入口开口的截面面积和出口开口的截面面积。在优选实施例中，贯通通道在顶面处的开口的截面积具有与贯通通道在底面处的开口的截面面积相同的截面面积。在优选实施例中，贯通通道在顶面处的开口的截面面积大于0.5mm2、优选地大于1mm2、优选地大于5mm2、优选地大于10mm2、优选地大于20mm2。在优选实施例中，贯通通道在顶面处的开口的最大直径大于0.5mm、优选地大于1mm、优选地大于5mm、优选地大于10mm、优选地大于20mm。在优选实施例中，贯通通道在底面处的开口的截面面积大于0.5mm2、优选地大于1mm2、优选地大于5mm2、优选地大于10mm2、优选地大于20mm2。在优选实施例中，贯通通道在底面处的开口的最大直径大于0.5mm、优选地大于1mm、优选地大于5mm、优选地大于10mm、优选地大于20mm。
在优选实施例中，与穿过贯通通道的流体流相互作用并且布置在贯通通道内部或者由至少在一些区域中偏离圆柱形壁的贯通通道侧壁提供的元件是降噪元件。这种降噪元件可以是声锥、泡沫、消音器或谐振器。谐振器与流体流相互作用，因为它产生湍流。声锥优选地具有喷嘴形的部分。降噪元件可以适应于特定频率。可以通过改变降噪元件的元件的刚度来获得该适应，例如通过使弹性材料形成喷嘴或喷口并且具有能够改变弹性材料的弹性的元件。例如，支撑板可以被布置在弹性材料的后面，并且可以改变支撑板的位置。支撑板向弹性材料中移动得越远，弹性材料就变得越硬。替代性地或另外地，可以通过将声锥设计为弹性管来获得该适应，其中可以通过将夹具或绑带绕在管周围而沿着管的纵向传播至少在一些区域中改变管的直径，同时改变夹紧力或绑带的直径会改变在布置有夹具或绑带的区域处的声锥的直径。还可以通过将供流体流过的至少两个管一个接一个地放置来提供声学元件，一个管部分地包围另一个管。通过改变管的重叠，可以改变降噪元件的衰减频率。在优选实施例中，外管在一端处封闭并且使流动反向。也可以通过将封闭贯通通道(例如，在顶面处封闭通道)的元件放置在贯通通道内部来实现谐振器，并且该元件在贯通通道内部留下开放的体积，该体积是贯通通道在没有该元件的情况下将具有的体积的至少10％。在这种实施例中，声音将通过贯通通道的保持打开的开口进入，例如，如果贯通通道在顶面处被元件封闭，则贯通通道可以在底面处打开，并且该声音将通过叠加而在体积内被抵消。
在优选实施例中，与穿过贯通通道的流体流相互作用并且布置在贯通通道内部或者由至少在一些区域中偏离圆柱形壁的贯通通道侧壁提供的元件是影响穿过贯通通道的流体的流动路径的元件。这种元件可以是叶片或旋风分离器。另外，比如收集管或分离挡板管的元件可以被布置在叶片后面，以便利用由叶片或旋风分离器引入到流体的任何特定流动模式，例如以便收集在涡流移动中移动到外部的较重颗粒。叶片可以是平行于贯通通道的纵向轴线延伸的直叶片。叶片可以是与贯通通道的纵向轴线成角度或甚至垂直于贯通通道的纵向轴线布置的直叶片。叶片可以是扭转叶片，例如螺旋叶片。
在优选实施例中，与穿过贯通通道的流体流相互作用并且布置在贯通通道内部或者由至少在一些区域中偏离圆柱形壁的贯通通道侧壁提供的元件是感测流体的特性的传感器。传感器可以是压力传感器、温度传感器、湿度传感器、分析流体的化学成分的传感器或者可以确定流体中的颗粒或液滴负载的传感器。还可以布置质量空气流量传感器以与流体相互作用。传感器可以具有传感器表面，由此传感器表面被布置成与贯通通道的侧壁齐平。传感器还可以由封闭贯通通道(例如，在顶面处封闭贯通通道)的在贯通通道内部的元件来提供或者通过该元件来放置，并且该元件在贯通通道内部留下开放的体积，该体积是贯通通道在没有该元件的情况下将具有的体积的至少10％。在这种实施例中，传感器可以测量顶面与底面之间的压差。传感器可以被布置成具有封闭、有助于封闭贯通通道的隔膜，该隔膜在其一侧面向处于与顶面上方的流体相同的压力的体积，并且该隔膜在其相反侧面向处于与底面下方的流体相同的压力的体积。这些体积之一可以是贯通通道内部的体积。或者，传感器以及因此封闭贯通通道的元件被布置在顶面与底面之间的某处，因此形成在传感器上方且在顶面处具有开口的贯通通道的体积，并且形成在底面处具有开口的在传感器下方的体积，这两个体积通过传感器和将传感器保持在该位置处的可能的元件而彼此密封。
在优选实施例中，与穿过贯通通道的流体流相互作用并且布置在贯通通道内部或者由至少在一些区域中偏离圆柱形壁的贯通通道侧壁提供的元件是应答器、优选地是有源或无源RFID芯片。
在优选实施例中，与穿过贯通通道的流体流相互作用并且布置在贯通通道内部或者由至少在一些区域中偏离圆柱形壁的贯通通道侧壁提供的元件是把手，该把手允许容易握住过滤器元件。在优选实施例中，把手突起超过贯通通道在顶面处的开口和/或超过贯通通道在底面处的开口。
在优选实施例中，与穿过贯通通道的流体流相互作用并且布置在贯通通道内部或者由至少在一些区域中偏离圆柱形壁的贯通通道侧壁提供的元件是质量块，该质量块减少过滤器组中的振动。这种质量块可以例如是附接到贯通通道的侧壁的块状元件。
在优选实施例中，与穿过贯通通道的流体流相互作用并且布置在贯通通道内部或者由至少在一些区域中偏离圆柱形壁的贯通通道侧壁提供的元件是通过弹簧附接到过滤器组的质量块。拉动质量块并因此使弹簧加载允许质量块被朝向过滤器组拉回并且使质量块撞击过滤器组，例如以推动力撞击圆柱体的侧壁。该推动力可以用于将颗粒从布置在过滤器组内部的过滤介质中敲打或轻敲出去，并且允许清洁过滤器组。
在优选实施例中，与流体流相互作用的元件固定到过滤器组。这允许将元件与过滤器元件一起操纵。在其中，过滤器元件以它们可以更换的方式布置在过滤器布置的内部的实施例中，将元件固定到过滤器组允许在更换过滤器组的同时更换元件。
在优选实施例中，与流体流相互作用的元件可以从贯通通道移除。这可以通过以可以松开固定的方式将元件固定到过滤器组来实现。该元件可以例如旋拧到贯通通道中。或者，卡口连接是可行的，以便以可以松开固定的方式将元件固定到贯通通道。允许从贯通通道移除过滤器元件会允许元件的重复使用。在其中过滤器元件可更换地布置在过滤器中，但是其中与流体流相互作用的元件要在更换过滤器元件后重复使用的实施例中，例如，如果该元件是昂贵的传感器，则从要更换的一个过滤器元件中移除该元件并且将其引入新的过滤器元件的贯通通道中的能力是有利的。可以提供密封件，所述密封件在要放置于贯通通道中的元件的外壁与界定贯通通道的侧壁之间起作用。这些密封件可以避免任何流体流在非预期的方向上绕过贯通通道中的元件。这些密封件可以用于阻止泄漏并确保流体只能在预定义的流动路径中流过过滤器组。
在优选实施例中，管被至少部分地布置在贯通通道中。管可以以这种方式布置，使得它仅部分地布置在贯通通道中。因此，管的开口端将布置在贯通通道内部。这种布置可以用于在流体流过贯通通道时预清洁流体。如果在流体流过贯通通道时将漩涡引入到流体中，则预期流体携带的较大颗粒(例如，大的灰尘颗粒或流体的大液滴)被周向向外携带，而流的中心中的流体携带较少的颗粒或液滴，或者甚至仅携带较小直径的颗粒或液滴，或者甚至没有颗粒或液滴。因此，如果在优选实施例中，管被布置成仅突起到贯通通道的一部分中，则该管可以捕捉流体的更清洁的中心流，而流体的更径向向外并且携带较大灰尘颗粒或较大液滴的部分将不会进入管中。如果然后使管将已捕捉的流体流运送到过滤器组的一个面并让这种预清洁的流体进入过滤器组中，则可以提高清洁的效率。
在优选实施例中，过滤器元件具有盖，其中在盖内部形成腔室，并且过滤器组的顶面与腔室邻接。盖可以用于封闭过滤器组的顶面上方的区域。因此，盖可以用于确保通过流过贯通通道而进入过滤器组的顶面上方的区域(例如，盖在过滤器组的顶面上方形成的腔室)的任何流体能通过从顶面流入过滤器组中而再次离开该腔室。
在优选实施例中，流动引导件被布置在腔室中。这些流动引导件可以用于引导腔室内部的流体流动。例如，这些流动引导件可以用于引导通过朝向过滤器组的顶面流过贯通通道而进入腔室中的流体通过顶面进入过滤器组中。然而，这种流动引导件也可以用于调节腔室中的流体。如果对于某些应用，希望流体在进入过滤器组之前混合，则可以布置流动引导件进行这种混合。在其他实施例中，可能希望将漩涡移动引入腔室内部的流体中。这种漩涡可以用于径向向外携带液滴或较大颗粒。这种机构可以用于预清洁流体。液滴和较大的颗粒将朝向盖的内表面移动，并且在优选实施例中可以通过适当的装置(例如刮刀)收集在那里。盖可以具有被切成两半的环面形状，例如沿着垂直于环面的旋转轴线的平面切割。在优选实施例中，选择环面以使得环面的中心孔是封闭的。
在优选实施例中，盖附接到过滤器组。该附接可以是固定附接，例如通过将盖胶合到过滤器组的外周向壁或者通过将盖焊接到过滤器组的外周向壁。替代性地，该附接可以是以可以松开的方式。例如，带有内螺纹的盖可以拧到具有外螺纹的过滤器组上。优选地，该附接使得其朝向外部密封腔室并且防止任何流体在盖与过滤器组之间朝向外部流动。盖与过滤器组的附接允许过滤器组和盖被处理为一个单元。因此，如果在其中过滤器布置的过滤器组要定期更换的环境中使用过滤器组，则将盖附接到过滤器元件允许容易地与过滤器组一起更换盖。例如，这可以提供以下优点：在更换过滤器元件期间，即使过滤器元件被倒置，已经收集在过滤器组内部并将离开过滤器组(如果过滤器组被倒置的话)的颗粒或液滴也不会被排放到该环境。当过滤器组被倒置时离开过滤器组的这些颗粒或液滴将被盖捕获。因此，一旦更换过滤器元件，就防止了具有这种过滤器组的过滤器布置周围的区域变脏。
在优选实施例中，开口或排放管被布置在盖上。这种开口或排放管可以用于将材料输送出盖的腔室。例如，如果盖用于预清洁流体并且颗粒或液滴聚集在盖的内表面处，则盖中的开口或盖中的排放管可以用于将此类颗粒或液滴带出腔室。在优选实施例中，开口或管垂直于过滤器元件的纵向轴线面向，并且可以被设置为径向向外指向或者可以被设置为至少部分径向向外面向(开口垂直于纵向轴线面向的术语应被理解为开口区域的法向量垂直于纵向轴线)。这种开口或排放管可以用于带出具有径向运动方向的液滴或颗粒。在替代性实施例中，开口或排放管可以被布置成轴向地且因此平行于过滤器元件的纵向轴线面向。如果盖被制成圆顶形的并且颗粒或液滴沿着圆顶形盖的内表面行进到盖的边沿与过滤器组邻接的区域，则可以使用这种布置。如果开口或排放管被布置在该区域中并且被布置成轴向向下面向，则颗粒或液滴可以通过在轴向方向上行进经过过滤器组而从腔室移除。在替代性实施例中，主动转动元件(例如，由马达驱动的刮刀)被布置成沿着盖的内表面刮擦并因此清洁盖的内表面或移除依附到盖的内表面的任何颗粒或液滴。刮刀也可以由流动本身机械地驱动，例如通过使用螺旋桨，并且因此可以设置为没有马达来驱动它们。
开口或排放管还可以用于将电缆或软管引导出腔室。如果传感器被布置在贯通通道内部或者传感器被布置在盖的腔室内部，则来自传感器的信号电缆可以通过盖的开口或排放管引出过滤器元件。
在优选实施例中，过滤介质被布置在贯通通道的内部。在优选实施例中，过滤介质跨越贯通通道的整个截面区域。这种过滤介质可以是例如泡沫。这种过滤介质可以例如用于预清洁流体。因此，流体将首先穿过布置在贯通通道内部的过滤介质，并且然后将行进穿过贯通通道，然后在另一侧反向并行进穿过过滤器组，以便在布置在过滤器组中的第一通道组与第二通道组之间的过滤介质中被完全清洁。在替代性实施例中，可以使流体首先以第一方向流动行进穿过过滤器组中的第二通道组和第一通道组，并且然后可以反向以穿过贯通通道并穿过布置在贯通通道内部的过滤介质往回流动。在这种实施例中，布置在贯通通道内部的过滤介质可以用作安全元件。例如，如果布置在贯通通道内部的过滤介质具有比在第一通道组中的通道与第二通道组中的通道之间的过滤介质更细的孔，则布置在贯通通道内部的过滤介质将捕捉穿过布置在第一通道组与第二通道组之间的过滤介质但未被布置在第一通道组与第二通道组之间的此过滤介质捕捉的更小直径的颗粒或液滴。如果一定大小的颗粒或液滴没有被第一通道组与第二通道组之间的过滤介质捕获，则布置在贯通通道内部的过滤介质可能会因此很快地堵塞。因此，布置在贯通通道内部的这种过滤介质可以防止超过一定大小的任何液滴或颗粒离开过滤器元件，并且因此确保布置在过滤器元件之后的任何元件(例如涡轮增压器)免受进入布置在过滤器元件之后的元件中的任何此类颗粒或液滴。另外，布置在贯通通道内部的这种过滤介质的快速堵塞导致顶面和底面处的流体的压力之间的压差的快速升高。压差这样升高可以被测量到并且可以用作过滤介质失效的指示，即，某些颗粒未被第一组的通道与第二通道组中的通道之间的过滤介质捕捉。在优选实施例中，布置在贯通通道内部的过滤介质具有与过滤器组不同的构造、设计和/或材料。
在优选实施例中，过滤器组具有封闭的周向表面。这可以例如通过在过滤器组的外周向表面周围胶合片材来实现。替代性地，可以布置实心管，并且可以将过滤器组插入管中，由此过滤器组的外周向表面搁置在管的内表面上。在优选实施例中，过滤器组的封闭周向表面具有被布置在周向表面上的周向密封件。如果将这种设计的过滤器元件插入外壳中，则可以使用周向密封件来抵靠外壳的内壁进行密封。因此，这种周向密封件可以用于防止任何流体通过在过滤器组周围流动而绕过过滤器组。任何这种流动都将被周向密封件阻止。将周向密封件布置在过滤器组的周向表面上，尤其是将周向密封件附连到周向表面允许密封件与过滤器组一起更换。因此，每当将新的过滤器元件插入过滤器中时，也会插入新的密封件。
在优选实施例中，待过滤的流体可以穿过其从相应的第一通道流入相应的第二通道中的过滤介质是带槽纹介质。
在根据本披露内容的过滤器元件的替代性实施例中，根据本披露内容的过滤器元件不一定具有布置在贯通通道内部的与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件，或者不一定使贯通通道壁至少在一些区域偏离圆柱形壁以便由此形成与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件，但其特征在于，过滤器组具有封闭的周向表面并且具有布置在周向表面上的周向密封件。本发明人已经理解，可以利用根据本披露内容的过滤器元件来获得优点，该过滤器元件具有穿过过滤器组的贯通通道，该贯通通道在顶面处具有开口并且在底面处具有开口，并且该过滤器元件同时具有封闭的周向表面和布置在周向表面上的周向密封件，即使这种过滤器元件不需要具有布置在贯通通道内部的与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件，或者该过滤器元件不需要使贯通通道壁至少在一些区域中偏离圆柱形壁以便由此形成与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件。这种优点在于，例如，过滤器元件可以在紧凑的空间使用，其中流体的入口和经清洁的流体的出口通常被布置在同一侧上。本披露内容的此实施例的过滤器元件允许反向流动布置，其中流体首先穿过贯通通道并且然后反向并流过过滤器组或实现反向流动，由此流体首先流过过滤器组并且然后反向以流过贯通通道。两种设计选项都允许流体和清洁流体的入口和出口通常布置成彼此靠近或者至少在过滤器的同一侧。
根据本披露内容的此实施例的过滤器元件当然可以与根据本披露内容的第一实施例的过滤器元件的所有特征进行组合，该过滤器元件的特征在于布置在贯通通道内部的与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件，和/或使贯通通道壁至少在一些区域中偏离圆柱形壁以便由此形成与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件。
在优选实施例中，第一通道组中的各个第一通道围绕贯通通道布置成环，由此该环可以是圆形或椭圆形或多边形或自由形状的，并且由此该环可以是封闭环或者可以是以下环：其中由于构成过滤器组的层的缠绕，该环是第一通道的螺旋延伸的一部分。在优选实施例中，第一通道的至少两个环、优选地至少五个环围绕贯通通道进行布置。
在优选实施例中，第二通道组中的各个第二通道围绕贯通通道布置成环，由此该环可以是圆形或椭圆形或多边形或自由形状的，并且由此该环可以是封闭环或者可以是以下环：其中由于构成过滤器组的层的缠绕，该环是第二通道的螺旋延伸的一部分。在优选实施例中，第一通道的至少两个环、优选地至少五个环围绕贯通通道进行布置。
过滤器组可以具有圆柱形或椭圆形截面或多边形截面。在优选实施例中，垂直于过滤器组的纵向轴线的大部分、优选地所有截面具有相同的几何形状。优选地，它们具有相同的几何形状和相同的大小。可能的设计也可以是锥形过滤器组，其中截面具有相同的几何形状，但是大小从过滤器组的一个面到过滤器组的相反侧减小。
在优选实施例中，过滤器组的顶面和过滤器组的底面是平面。在优选实施例中，过滤器组的顶面与过滤器组的底面之间的角度小于45°、优选地小于20°、优选地小于10°。在优选实施例中，过滤器组的顶面平行于过滤器组的底面。
过滤器元件具有一组第一通道，其中每个第一通道从第一端朝向第二端延伸，并且每个第一通道具有通向流体入口面的入口开口，并且待过滤的流体可以通过该入口开口流入相应的第一通道中。在优选实施例中，每个第一通道的第一端被布置在流体入口面处并且每个第一通道在其第一端处具有入口开口，待过滤的流体可以通过该入口开口流入相应的第一通道中，并且每个第一通道在其第二端处封闭。在替代性实施例中，例如在典型地具有带孔的第一端盖和第二封闭端盖的褶皱式过滤器中(其中大体圆柱形布置的褶皱式过滤介质被布置在第一端盖与第二端盖之间)，朝向褶皱式过滤介质的大致圆柱形布置的内部打开的各个褶皱可以被认为是第一通道。这些第一通道将从第一端(在第一端盖处)延伸到第二端(在第二端盖处)。这些第一通道将具有通向流体入口面的大入口开口。流体入口面将是由褶皱式过滤介质的大致圆柱形布置包围的大致圆柱形区域，并且将一个褶皱与其相邻褶皱分隔的两个峰顶之间的开放空间将是大入口开口。通道从第一端朝向第二端的延伸将大体垂直于流体穿过大入口开口的流入；相对于褶皱式过滤介质的大致圆柱形布置，流体穿过大入口开口的流入主要是径向的，而相对于褶皱式过滤介质的大致圆柱形布置，第一通道从第一端朝向第二端的延伸是轴向的。第二通道将是面向外的褶皱，并且相对于褶皱式型过滤介质的大致圆柱形布置，它们的大开口径向面向外。
在一些实施例中，这些过滤介质或该过滤介质是褶皱式介质。
过滤器元件或过滤器滤芯可以包括介质包，该介质包包括针对直通流动的介质。
过滤器元件、尤其是过滤器滤芯可以包括具有槽纹的介质包。
过滤器元件、尤其是过滤器滤芯可以包括具有褶皱的介质包。
过滤器元件、尤其是过滤器滤芯可以包括介质包，该介质包包括相反的第一流动面和第二流动面(也分别称为顶面和底面)，其中槽纹在某一方向上在其间延伸；以及侧壁，该侧壁在第一流动面与第二流动面之间延伸；槽纹中的至少一些具有与第一流动面相邻的开放的上游部分，以及与第二流动面相邻的封闭的下游部分；并且槽纹中的至少一些具有与第一流动面相邻的封闭的上游部分，以及与第二流动面相邻的开放的下游部分。
在一些实施方式中，过滤器元件中的介质包、特别是过滤器滤芯是卷绕式的。
过滤器元件、尤其是过滤器滤芯由z形过滤介质制成。过滤介质可以用于形成“z形过滤器构造”。如本文中使用的术语“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、折叠式或以其他方式形成的过滤器槽纹中的单独过滤器槽纹(典型地与表面介质组合)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介质的流体流。以下文献中提供了z形过滤介质的一些示例：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；6,350,291；6,179,890；6,235,195；Des.399,944；Des.428,128；Des.396,098；Des.398,046；以及Des.437,401；这些引用的参考文献中的每一个均通过援引并入本文。
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介质构造。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中所描述的，该申请通过援引并入本文。
带槽纹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，这些区段被折叠成使表面介质材料与介质的带槽纹介质部分处于适当的并置位置。
带槽纹(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。在一些情况下，带槽纹片材和表面片材是分开的，然后固定在一起，然后作为介质条被卷绕以形成z形过滤介质构造。此类布置例如在U.S.6,235,195和6,179,890中进行了描述，这些文献中的每一个均通过援引并入本文。在某些其他布置中，固定到表面介质的带槽纹的(典型地波纹状)介质的一些非卷绕区段或条彼此层叠，以形成过滤器构造。这种过滤器构造的示例在US 5,820,646的图11中进行了描述，该文献通过援引并入本文。
在本文中，包括固定到波纹状片材的带槽纹片材(具有脊部的介质片材)的材料条(这些材料条随后被组装成叠层以形成介质包)有时被称为“单面层条”、“单面条”或者被称为“单面层”介质或“单面”介质。术语及其变体旨在是指以下事实：在每个条中，带槽纹的(典型地波纹状)片材的一个面(即，单个面)与表面片材面对面。
典型地，表面片材向外地进行带槽纹片材/表面片材(即，单面层)组合的条围绕其自身的卷绕以形成卷绕式介质包。用于卷绕的一些技术在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WO04/082795公开的PCT申请US 04/07927中进行了描述，这些文献中的每一个均通过援引并入本文。因此，所得到的卷绕式布置通常具有表面片材的一部分作为介质包的外表面。
本文中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，这些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，该文献通过援引并入本文。
波纹状介质是特殊形式的带槽纹介质。带槽纹介质是其上延伸有(例如通过波纹成形或折叠而形成的)单个槽纹或脊部的介质。
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总体上具有入口流动端(或面)以及相反的出口流动端(或面)，其中进入和离开过滤器滤芯的流动是在大体相同的直通方向上。术语“可维护”在此背景下旨在是指包含过滤器滤芯的介质，该过滤器滤芯从对应的流体(例如，空气)滤清器定期移除和更换。在一些情况下，入口流动端(或面)和出口流动端(或面)中的每一个将是大体上平坦的或平面的，并且这两者彼此平行。然而，这种情况的变型(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堆叠式介质包)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，该专利通过援引并入本文，在褶皱式过滤器滤芯中，流动在进入和离开介质时通常会大幅度转向。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并且接着转向穿过介质的开放端离开(在向前流动系统中)。在典型的反向流动系统中，流动穿过介质的开放端进入可维护的圆柱形过滤器滤芯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示例，该专利通过援引并入本文。
如本文所使用的术语“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各项中的任一项或全部：固定到(表面)介质的波纹状或以其他方式带槽纹的介质的幅板(具有介质脊部的介质)，无论片材是单独的还是单个幅板的一部分，具有适当的密封(封闭)以允许限定入口槽纹和出口槽纹；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/或过滤器元件，尤其是包括这种介质包的过滤器滤芯或构造。
在可用于z形过滤介质中的介质的示例中，该介质由波纹状(带槽纹)片材和表面片材形成。
一般来说，波纹状片材是本文中通常被表征为具有规则的、弯曲的波形图案的槽纹或波纹的类型。术语“波形图案”在此背景下旨在是指具有交替的低谷和脊部的槽纹或波纹状图案。术语“规则的”在此背景下旨在是指以下事实：成对的低谷和脊部以大体上相同的重复波纹(或槽纹)形状和尺寸交替。(此外，典型地在规则的构型中，每个低谷基本上是每个脊部的倒置。)因此，术语“规则的”旨在指示波纹(或槽纹)图案包括低谷和脊部，其中每一对(包括相邻的低谷和脊部)重复，而波纹的尺寸和形状沿着槽纹长度的至少70％没有实质性的修改。术语“实质性的”在此背景下是指由用于创造波纹状或带槽纹片材的过程或形式的变化而产生的修改，不同于由介质片材具有柔性的事实导致的微小变化。关于重复图案的表征，并不意味着在任何给定的过滤器构造中，必须存在相等数目的脊部和低谷。介质可以例如在包括脊部和低谷的对之间或部分地沿着包括脊部和低谷的对终止。此外，相反的槽纹端(低谷端和脊部端)可以彼此不同。除非明确规定，否则端部的此类变化在这些定义中可以忽略。也就是说，以上定义旨在涵盖槽纹端部的变化。
在表征波纹的“弯曲的”波形图案的背景下，术语“弯曲的”旨在是指以下波纹图案：其不是由提供用于介质的折叠或折痕形状的结果，而是由每个脊部的顶点和每个低谷的底部沿着辐射式曲线形成。虽然替代方案是可能的，但用于这种z形过滤介质的典型半径将为至少0.25mm，并且典型地将为不大于3mm。(根据以上定义，也可以使用非弯曲的介质。)
针对波纹状片材的特定的规则的、弯曲的波形图案的附加特性是，过渡区域沿着槽纹的大部分长度大致位于每个低谷与每个相邻的脊部之间的中点处，在所述过渡区域中曲率反转。例如，观察背侧或面，低谷是凹形区域，并且脊部是凸形区域。(在一些情况下，该区域可以是笔直节段而不是点，其中曲率在笔直节段的端部反转。)
特定的规则的、弯曲的、波形图案的波纹状片材的特性是，各个波纹是大体上笔直的。“笔直的”在此背景下意味着贯穿边缘之间的长度的至少70％(典型地至少80％)，脊部和低谷的截面基本上不改变。参考波纹图案使用的术语“笔直的”部分地将该图案与WO 97/40918以及2003年6月12日公开的PCT公开WO03/47722中的图1所描述的波纹状介质的锥形槽纹区分开，该文献通过援引并入本文。WO 97/40918中的图1的锥形槽纹例如将是弯曲的波形图案，而不是“规则的”图案，或者笔直槽纹的图案，如本文中所使用的术语。
不利用笔直的、规则的弯曲波形图案的波纹(槽纹)形状的Z形过滤器构造是已知的。例如在山田(Yamada)等人的5U.S.5,562,825中示出了利用与窄V形(具有弯曲侧)出口槽纹相邻的稍微半圆形(截面)入口槽纹的波纹图案(参见5,562,825的图1和图3)。在松本(Matsumoto)等人的U.S.5,049,326中示出了由附接到具有半部分管的一个片材的具有半部分管的另一片材限定的圆形(截面)或管状槽纹，其中在所得到的平行的、笔直的槽纹之间具有平坦区域，参见松本的'326的图2。在石井(Ishii)等人的U.S.4,925,561(图1)中示出了折叠成具有矩形截面的槽纹，其中槽纹沿着其长度渐缩。在WO 97/40918(图1)中，示出了具有弯曲的波形图案(从相邻的弯曲的凸形低谷和凹形低谷)但沿其长度渐缩(并且因此不是笔直的)的槽纹或平行波纹。此外，在WO 97/40918中示出了具有弯曲的波形图案但具有不同尺寸的脊部和低谷的槽纹。
一般来说，过滤介质是相对柔性的材料，典型地为(纤维素纤维、合成纤维或两者的)非织造纤维材料，其中经常包括树脂，有时是用附加材料进行处理。因此，它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。
在波纹成形过程中，可能对介质造成非弹性变形。这防止介质恢复到其原始形状。然而，一旦张力被释放，槽纹或波纹将趋向于弹回，而仅恢复已经发生的拉伸和弯折的一部分。表面片材有时被粘合到带槽纹片材，以阻止波纹状片材的这种回弹。
此外，典型地，介质包含树脂。在波纹成形过程中，可以将介质加热到高于树脂的玻璃化转变温度。当树脂接着冷却时，将有助于维持带槽纹的形状。
例如根据U.S.6,673,136，具有波纹状片材、表面片材或两者的介质可以在其一面或两面上设置有细纤维材料，该文献通过援引并入本文。
关于z形过滤器构造的问题涉及封闭各个槽纹端部。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，与使用锥形槽纹的过滤介质不同，在上游端和下游端都需要较大密封剂表面积(和体积)。这些位置处的高质量密封对于适当地操作所形成的介质结构至关重要。较大的密封剂体积和面积造成了与此相关的问题。
在瓦楞纸板行业，已经定义了不同标准的槽纹。例如，标准E槽纹、标准X槽纹、标准B槽纹、标准C槽纹和标准A槽纹。附图47结合下表A提供了这些槽纹的定义。
唐纳森公司(DCI)已经在多种z形过滤器布置中使用了标准A和标准B槽纹的变型。这些槽纹也在表A和图47中定义。
当然，来自瓦楞纸箱行业的其他标准槽纹定义也是已知的。
一般来说，来自瓦楞纸箱行业的标准槽纹构型可以用于限定波纹状介质的波纹形状或近似波纹形状。以上DCI A槽纹与DCI B槽纹以及波纹行业标准A槽纹与标准B槽纹之间的比较指示一些方便的变型。
应当注意，可以使用替代槽纹定义，诸如以下文献中表征的定义：2008年6月26日提交并且作为US 2009/0127211公开的USSN 12/215,718；2008年2月4日提交并且作为US2008/0282890公开的US 12/012,785；和/或作为US 2010/0032365公开的US 12/537,069，其中具有如在本文中以下表征的空气滤清器特征。US 2009/0127211、US 2008/0282890和US 2010/0032365中每一个的完整披露内容通过援引并入本文。
包括具有固定到其上的表面介质的带槽介质的另一种介质变型可以以堆叠或卷绕的形式用于根据本披露内容的布置中，描述于由宝威滤清器公司(Baldwin Filters,Inc.)所有的2014年7月31日公开的US 2014/0208705 A1中，该文献通过援引并入本文。
本文中描述的技术尤其适于通过卷绕包括波纹状片材/表面片材组合的单个片材(即，“单面层”条)的步骤所形成的介质包。然而，介质包也可以被制成堆叠式布置。
卷绕式介质或介质包布置可以提供多种外周周边定义。在此背景下，术语“外周周边定义”及其变体旨在是指：从介质或介质包的进口端或出口端来看，所限定的外部周边形状。典型的形状是圆形，如PCT WO 04/007054中所描述。其他可用的形状是长圆形，长圆形的一些示例是卵形形状。一般来说，卵形形状具有由一对相反的边附接的相对的弯曲端部。在一些卵形形状中，相反的边也是弯曲的。在其他卵形形状(有时称为跑道形状)中，相反的边是大体上笔直的。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中描述，这些文献中的每一个文献均通过援引并入本文。
描述外周或周边形状的另一种方式是通过限定由沿与卷绕物的缠绕进口正交的方向穿过介质包截取的截面而得到的周边。
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。在许多布置中，端部或端面是大体上平坦的(平面的)并且彼此垂直。在其他布置中，端面中的一个或两个包括锥形例如阶梯状部分，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、缠绕珠粒或堆叠珠粒实现)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。
当介质被指向用于在滤芯的相反的流动端之间进行过滤时，将优选地应用本文中所表征的许多技术，该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。本文中关于密封布置定义所表征的技术可以应用于过滤器元件，尤其是具有相反流动端的过滤器滤芯，其中介质被定位成用于对在这些端部之间的流体流进行过滤，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也是如此。例如，介质可以是深度介质，可以在替代方向上起褶皱，或者可以是非褶皱式材料。
然而，实际情况是：本文中表征的技术特别有利于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、并且在一些情况下为300mm或更多)的滤芯一起使用，并且在使用过程中被构造成用于大的装载体积。这些类型的系统典型地将是这种系统：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。
还应当注意，虽然本文中所描述的技术通常是为涉及具有直通流动构型的介质包的有利应用和布置而开发的，但是这些技术可以在其他系统中有利地应用。例如，当滤芯包括包围中心内部的介质时可以应用这些技术，其中滤芯具有开放端。此类布置可以涉及“向前流动”，其中将要过滤的空气通过穿过介质而进入中心开放内部，并且通过开放端离开；或者，在反向流动的情况下，其中将要过滤的空气进入开放端，然后转向并穿过介质。多种此类布置是可能的，包括褶皱式介质和替代类型的介质。可使用的构型将包括圆柱形和圆锥形等等。
应当注意，没有特别要求相同的介质用于带槽纹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，以获得不同的效果。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。它们可以设置有不同的孔隙率或不同的结构特性，以实现期望的结果。
可以使用多种材料。例如，带槽纹片材区段或表面片材区段可以包含纤维素材料、合成材料或它们的混合物。在一些实施例中，带槽纹片材区段和表面片材区段中的一个包含纤维素材料，并且带槽纹片材区段和表面片材区段中的另一个包含合成材料。
合成材料可以包括聚合物纤维，诸如聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、(不同水解度的)聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯纤维。适合的合成纤维包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙和人造纤维。其他适合的合成纤维包括由热塑性聚合物、纤维素和其他涂覆有热塑性聚合物的纤维、以及其中至少一种组分包括热塑性聚合物的多组分纤维制成的那些合成纤维。单组分和多组分纤维可以由聚酯、聚乙烯、聚丙烯和其他常规的热塑性纤维材料制成。
根据本披露内容的过滤器布置具有过滤器外壳和根据本披露内容的过滤器元件，该过滤器元件被布置在过滤器外壳内部。
在优选实施例中，根据本披露内容的过滤器布置的外壳具有腔室，该腔室具有顶端和底端，其中，过滤器元件被布置在腔室中，并且其中，过滤器组的顶面被布置成更靠近顶部和底部。过滤器组的底面被布置成更靠近底端和外壳。外壳具有流体入口和流体出口。
在优选实施例中，流体连接件被布置在流体入口与贯通通道在底面处的开口之间。在优选实施例中，密封件以这种方式布置，使得通过流体入口进入外壳中的流体只能流入贯通通道在底面处的开口中并且只能流过贯通通道。在这种实施例中，进入外壳中的流体首先流过贯通通道。在该实施例中，将提供装置以便一旦流体在贯通通道在顶面处的开口处离开贯通通道就使流体的流动反向。流体的反向将使流体通过顶面进入过滤器组。在优选实施例中，将提供进一步的流体连接件，该流体连接件捕捉在底面处离开过滤器组的流体并将流体引导到流体出口，而不允许经清洁的流体与已通过流体入口进入的流体混合。这种流体连接件可以是收集室。
在优选实施例中，流体连接件被布置在流体入口与贯通通道在顶面处的开口之间。在优选实施例中，密封件以这种方式布置，使得通过流体入口进入外壳中的流体只能流入贯通通道在顶面处的开口中并且只能流过贯通通道。在这种实施例中，进入外壳中的流体首先流过贯通通道。在该实施例中，将提供装置以便一旦流体在贯通通道在底面处的开口处离开贯通通道就使流体的流动反向。流体的反向将使流体通过底面进入过滤器组。在优选实施例中，将提供进一步的流体连接件，该流体连接件捕捉在顶面处离开过滤器组的流体并将流体引导到流体出口，而不允许经清洁的流体与已通过流体入口进入的流体混合。
在优选实施例中，流体连接件被布置在流体入口与过滤器组的底面之间。在优选实施例中，密封件以这种方式布置，使得通过流体入口进入外壳中的流体只能在过滤器组的底面处流入过滤器组中并且只能流过过滤器组，而不会进入贯通通道。在这种实施例中，进入外壳中的流体首先流过过滤器组。在该实施例中，将提供装置以便一旦流体在顶面处离开过滤器组就使流体的流动反向。流体的反向将使流体通过贯通通道在顶面处的开口进入贯通通道。在优选实施例中，将提供进一步的流体连接件，该流体连接件捕捉在底面处离开贯通通道的流体并将流体引导到流体出口，而不允许经清洁的流体与已通过流体入口进入的流体混合。
在优选实施例中，流体连接件被布置在流体入口与过滤器组的顶面之间。在优选实施例中，密封件以这种方式布置，使得通过流体入口进入外壳中的流体只能在过滤器组的顶面处流入过滤器组中并且只能流过过滤器组，而不会进入贯通通道。在这种实施例中，进入外壳中的流体首先流过过滤器组。在该实施例中，将提供装置以便一旦流体在底面处离开过滤器组就使流体的流动反向。流体的反向将使流体通过贯通通道在底面处的开口进入贯通通道。在优选实施例中，将提供进一步的流体连接件，该流体连接件捕捉在顶面处离开贯通通道的流体并将流体引导到流体出口，而不允许经清洁的流体与已通过流体入口进入的流体混合。
在优选实施例中，腔室的顶端具有剥离器环面的形式。腔室的顶端可以具有被切成两半的环面形状，例如沿着垂直于环面的旋转轴线的平面切割。在优选实施例中，选择环面以使得环面的中心孔是封闭的。
在优选实施例中，外壳可以打开。打开外壳可以允许更换过滤器元件。在优选实施例中，外壳可以具有基部元件并且可以具有顶部元件，该顶部元件以允许顶部元件与基部元件分离以便打开外壳的方式附接到基部元件。这种附接可以例如是螺纹连接或者可以是卡口式连接。外壳的底部部分与外壳的顶部部分之间的分型线可以在过滤器组的底面下方。例如，外壳的底部部分可以是实心部分，而外壳的顶部部分是重量轻的圆顶形部分。如果在这种实施例中，顶部部分与底部部分分离并放在一边，则除了将过滤器元件搁置在底部部分或底部部分的从底部部分向上粘住的元件上所必需的那些面之外，可以从所有侧面接近布置在外壳内部的过滤器元件。分型线也可以在过滤器组的底面与顶面之间的任何地方。例如，外壳可以具有几乎相等长度的两个半部。分型线也可以在过滤器组的顶面上方。在这种实施例中，顶部部分将更像盖子，而底部部分将更像圆柱形元件。如果在这种实施例中要更换过滤器元件，则将最优选地经由通过拆卸外壳的盖形上部部分而变得可接近的开口将过滤器元件从圆柱形底部部分向上拉出。可以通过闩锁、夹具、扭锁或任何其他可能的装置来提供拆卸。
在优选实施例中，外壳的部分固定地附接到过滤器组。如上所述，过滤器组可以具有附接到过滤器组的盖。这种盖可以用作外壳的顶部部分。
在优选实施例中，过滤器元件以允许更换过滤器元件的方式布置在外壳的内部。在优选实施例中，外壳和过滤器元件具有影响过滤器元件在外壳内部的定位的突起和凹陷元件。这种元件可以用于确保过滤器元件以特定方式布置在外壳内部。
在优选实施例中，根据按照本披露内容的过滤器元件的第一实施例，布置在该元件内部的与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件不附接到过滤器元件或者仅以能够松开的方式附接到过滤器元件，但是优选地也以能够松开的方式附接到外壳的一部分。如果可更换的过滤器组从外壳中移除，则这种设计允许与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件留在外壳中。例如，该元件可以通过杆或支撑螺柱附接到外壳的底部部分。在这种实施例中，过滤器组可以被拉离外壳的底部部分拉动，从而使与穿过贯通通道的流体流相互作用的元件留在底部部分的后面。然后将新的过滤器组设置在元件上方，使得与穿过贯通通道的流体流相互作用的该元件将被布置在新的过滤器组的贯通通道内部。
在优选实施例中，外壳具有入口，由此入口是管或开口。在优选实施例中，入口可以是被糊状物封闭的开口。在优选实施例中，外壳在一个区域中穿孔，该穿孔区域提供入口。
在优选实施例中，外壳具有出口，由此出口是管或开口。在优选实施例中，出口可以是被糊状物封闭的开口。在优选实施例中，外壳在一个区域中穿孔，该穿孔区域提供出口。
在优选实施例中，入口和出口被布置在包括过滤器组的顶面的平面的同一侧上。在优选实施例中，入口和出口被布置在垂直于过滤器组的纵向轴线的平面的同一侧上，并且被布置在过滤器组的顶面与底面之间的中间。在优选实施例中，外壳的入口和出口被布置在外壳的同一侧。
根据本披露内容的用于对流体进行过滤的方法利用根据本披露内容的过滤器元件或根据本披露内容的过滤器布置。根据该方法的第一替代方案，待过滤的流体首先穿过贯通通道从布置在底面处的开口流到顶面处的开口，并且然后进入第一通道组中的第一通道中。根据该方法的第二替代方案，待过滤的流体首先穿过贯通通道从布置在顶面处的开口流到底面处的开口，并且然后进入第二通道组中的第二通道中。根据该方法的第三替代方案，待过滤的流体首先在底面处进入第二通道组中的第二通道中，并且在顶面处流出第一通道组中的第一通道，并且然后从布置在顶面处的开口进入贯通通道中并穿过贯通通道流到底面处的开口。根据该方法的第四替代方案，待过滤的流体首先在顶面处进入第一通道组中的第一通道中，并且在底面处流出第二通道组中的第二通道，并且然后从布置在底面处的开口进入贯通通道中并穿过贯通通道流到顶面处的开口。
在优选实施例中，根据本披露内容的过滤器元件和根据本披露内容的过滤器布置用于对流体进行过滤，该流体是气体。优选地，它们用于对空气进行过滤。优选地，它们用于对携带颗粒和/或液滴的气体、优选地空气进行过滤，并且用于过滤掉颗粒和/或液滴中的一些。
根据本披露内容的生产过滤器布置的方法的特征在于，将根据本披露内容的过滤器元件引入过滤器布置的外壳中以及封闭外壳。具体地，根据本披露内容的过滤器元件具有以下优点：与常规过滤器元件相比，它允许容易处理将被提供来与流体流相互作用的任何元件。每当将根据本披露内容的这种过滤器元件用于制造根据本披露内容的过滤器布置时，本披露内容的优点都被付诸实践。
根据本披露内容的用于生产根据本披露内容的过滤器元件的方法使用用于形成贯通通道的管并且使用该管来将过滤器元件缠绕在该管周围。这有利于过滤器元件的生产。
附图说明
下文将仅借助示出本披露内容的实施例的一个示例的一个附图来更详细地描述本披露内容。在此：
图1是根据本披露内容的用于生产过滤器元件的过滤介质的示意性透视图；
图2是图1中所描绘的介质类型的一部分的放大示意截面图；
图3是可用于过滤器滤芯中的卷绕式过滤器布置(过滤器组)的示意透视图，该过滤器滤芯具有根据本披露内容的特征并且由例如根据图1的介质条带制成；
图4示出了根据本披露内容的穿过过滤器布置的截面的示意图；
图5示出了穿过处于打开状态的图4的过滤器布置的截面的示意图；
图6示出了根据本披露内容的穿过过滤器布置的另一实施例的截面的示意图；
图7示出了穿过处于打开状态的图6的过滤器布置的截面的示意图；
图8示出了根据本披露内容的穿过过滤器布置的另一实施例的截面的示意图；
图9示出了穿过处于打开状态的图8的过滤器布置的截面的示意图；
图10示出了根据本披露内容的穿过过滤器布置的另一实施例的截面的示意图；
图11示出了穿过处于打开状态的图10的过滤器布置的截面的示意图；
图12示出了根据本披露内容的穿过过滤器布置的另一实施例的截面的示意图；
图13示出了穿过处于打开状态的图12的过滤器布置的截面的示意图；
图14示出了穿过图12的过滤器布置的截面的示意图，指示了该过滤器的可能的设计变化；
图15示出了根据本披露内容的穿过过滤器布置的另一实施例的截面的示意图；
图16示出了穿过处于打开状态的图15的过滤器布置的截面的示意图；
图17示出了根据本披露内容的穿过过滤器布置的另一实施例的截面的示意图；
图18示出了穿过处于打开状态的图17的过滤器布置的截面的示意图；
图19示出了穿过处于不同打开状态的图17的过滤器布置的截面的示意图；
图20示出了根据本披露内容的穿过过滤器布置的另一实施例的截面的示意图；
图21示出了穿过处于打开状态的图20的过滤器布置的截面的示意图；
图22示出了穿过处于不同打开状态的图20的过滤器布置的截面的示意图；
图23示出了穿过处于不同打开状态的图20的过滤器布置的截面的示意图；
图24以分解图示出了根据本披露内容的过滤器布置的另一实施例的示意性侧视图；
图25以分解图示出了图24的过滤器布置的示意性前视图；
图26以分解图示出了图24的过滤器布置的截面的示意性侧视图；
图27以分解图示出了根据本披露内容的过滤器布置的另一实施例的示意性侧视图；
图28以分解图示出了图27的过滤器布置的示意性前视图；
图29以分解图示出了图27的过滤器布置的截面的示意性侧视图；
图30示出了根据本披露内容的过滤器布置的另一实施例的示意性侧视图；
图31示出了图30的过滤器布置的示意性前视图；
图32示出了图30的过滤器布置的截面的示意性侧视图；
图33示出了图30的过滤器布置的透视图；
图34以分解图示出了根据本披露内容的过滤器布置的另一实施例的示意性侧视图；
图35以分解图示出了图34的过滤器布置的示意性前视图；
图36以分解图示出了图34的过滤器布置的截面的示意性侧视图；
图37以分解图示出了根据本披露内容的过滤器布置的另一实施例的示意性侧视图；
图38以分解图示出了图37的过滤器布置的截面的示意性侧视图；
图39示出了图37的过滤器布置的示意性侧视图；
图40以截面示出了图37的过滤器布置的示意性侧视图；
图41示出了图37的过滤器布置的透视图；
图42以分解图示出了根据本披露内容的过滤器布置的另一实施例的示意性侧视图；
图43以分解图示出了图42的过滤器布置的截面的示意性侧视图；
图44示出了图42的过滤器布置的示意性侧视图；
图45以截面示出了图42的过滤器布置的示意性侧视图；
图46示出了图42的过滤器布置的透视图；
图47包括针对图22和图27的类型的介质的各种带槽纹介质定义的示例的示意图；
图48是用于制造20图22、图27和图28的类型的介质的示例过程的示意图；
图49是用于图22和图27至图29的类型的介质槽纹的可选端部矢状物的示意性截面图；
图50是可用于过滤器布置中的堆叠式介质包布置的示意性透视图，该过滤器布置具有根据本披露内容的所选择的特征并且由例如根据图1的介质条带制成；
图51是使用图1的介质的替代介质并且替代性地可用于根据本披露内容的所选择的过滤器滤芯中的过滤介质包的示意性流动端视图；
图52是与图51的视图相反的示意性流动端视图；
图53是图33和图34的介质包的示意性截面图；
图54是可用于具有根据本披露内容的特征的过滤器滤芯的介质包中的又一替代介质类型的示意性局部截面图；
图55是图54的介质类型的第一变型的示意性局部截面图；
图56是根据本披露内容的另一可用的带槽纹片材/表面片材组合的示意性局部描绘；
图57是在介质包中示出的图56中的介质类型的局部第二示意图；
图58是可用于根据本披露内容的布置中的又一介质变型的示意性局部平面图；
图59是根据本披露内容的可用介质的另一变型的示意图；
图60是根据本披露内容的另一可用的带槽纹片材/表面片材组合的示意性描绘；
图61是图60中描绘的可用的带槽纹片材/表面片材组合的一部分的透视图；
图62是可用于根据本披露内容的布置中的另一介质变型的透视图；
图63是以折叠构型示出但出于说明目的而张开或分离的图62的过滤介质的支撑区段的一部分的示意性透视图；
图64是以折叠构型示出但出于说明目的而张开或分离的图62的过滤介质的支撑区段的一部分的示意性截面图；
图65是可用于根据本披露内容的布置中的另一介质变型的透视图；
图66是根据本披露内容的过滤器布置的另一实施例的示意性透视图；以及
图67是图66的过滤器布置的示意性截面图，示出了穿过该布置的空气流动路径。
具体实施方式
在图1中，示出了可用于z形过滤介质中的介质401的示例。介质401由波纹状(带槽纹)片材403和表面片材404形成。
一般来说，波纹状片材403(图1)是本文中通常被表征为具有规则的、弯曲的波形图案的槽纹或波纹407的类型。术语“波形图案”在此背景下旨在是指具有交替的低谷407b和脊部407a的槽纹或波纹状图案。术语“规则的”在此背景下旨在是指以下事实：成对的低谷(407b)和脊部(407a)以大体上相同的重复波纹(或槽纹)形状和尺寸交替。(此外，典型地在规则的构型中，每个低谷407b基本上是每个脊部407a的倒置。)因此，术语“规则的”旨在指示波纹(或槽纹)图案包括低谷和脊部，其中每一对(包括相邻的低谷和脊部)重复，而波纹的尺寸和形状沿着槽纹长度的至少70％没有实质性的修改。术语“实质性的”在此背景下是指由用于创造波纹状或带槽纹片材的过程或形式的变化而产生的修改，不同于由介质片材403具有柔性的事实导致的微小变化。关于重复图案的表征，并不意味着在任何给定的过滤器构造中，必须存在相等数目的脊部和低谷。介质401可以例如在包括脊部和低谷的对之间或部分地沿着包括脊部和低谷的对终止。(例如，在图1中，局部描绘的介质401具有八个完整的脊部407a和七个完整的低谷407b。)此外，相反的槽纹端(低谷端和脊部端)可以彼此不同。除非明确规定，否则端部的此类变化在这些定义中可以忽略。也就是说，以上定义旨在涵盖槽纹端部的变化。
在表征波纹的“弯曲的”波形图案的背景下，术语“弯曲的”旨在是指以下波纹图案：其不是由提供用于介质的折叠或折痕形状导致的，而是由每个脊部的顶点407a和每个低谷的底部407b沿着辐射式曲线形成的。虽然替代方案是可能的，但用于这种z形过滤介质的典型半径将为至少0.25mm，并且典型地将为不大于3mm。(根据以上定义，也可以使用非弯曲的介质。)
图1针对波纹状片材403所描绘的特定的规则的、弯曲的波形图案的附加特性是，过渡区域大致位于每个低谷与每个相邻的脊部之间的中点430处、沿着槽纹407的大部分长度，在该过渡区域中曲率反转。例如，观察背侧或面403a(图1)，低谷407b是凹形区域，并且脊部407a是凸形区域。当然，当从前侧或面403b进行观察时，侧403a的低谷407b形成脊部；并且面403a的脊部407a形成低谷。(在一些情况下，区域430可以是笔直节段而不是点，其中曲率在笔直节段430的端部反转。)
图1所示的特定的规则的、弯曲的、波形图案的波纹状片材403的特性是，各个波纹是大体上笔直的。“笔直的”在此背景下意味着贯穿边缘408与409之间的长度的至少70％(典型地至少80％)，脊部407a和低谷407b的截面基本上不改变。参考图1所示的波纹图案使用的术语“笔直的”部分地将该图案与WO97/40918以及2003年6月12日公开的PCT公开WO03/47722中的图1所描述的波纹状介质的锥形槽纹区分开，该文献通过援引并入本文。WO97/40918中的图1的锥形槽纹例如将是弯曲的波形图案，而不是“规则的”图案，或者笔直槽纹的图案，如本文中所使用的术语。
参考本发明的图1并且如上所述，介质401具有第一边缘408和相反的第二边缘409。当介质401被卷绕并且形成为介质包时，一般来说，边缘409将形成介质包的入口端，并且边缘408形成出口端，但如下文关于图24所讨论，相反的取向是可能的。
在与边缘408相邻处，片材403、404例如通过密封剂(在这种情况下，呈密封剂珠粒410的形式)彼此密封，从而将波纹状(带槽纹)片材403和表面片材404密封在一起。珠粒410在作为波纹片材403与表面片材404之间的珠粒施加以形成单面层或介质条401时有时将被称为“单面层”珠粒。密封剂珠粒410将与边缘408相邻的单个槽纹411密封封闭，以使空气从中通过。
在与边缘409相邻处提供密封剂(在这种情况下，呈密封珠粒414的形式)。在与边缘409相邻处，密封珠粒414通常使槽纹415封闭以使未过滤的流体在槽纹中通过。当介质401绕其自身卷绕时，典型地将施加珠粒414，其中波纹状片材403指向内部。因此，珠粒414将在表面片材404的背侧417与波纹状片材403的侧418之间形成密封。当在将条401卷绕成卷绕式介质包的情况下施加珠粒414时，该珠粒有时将被称为“缠绕珠粒”。如果介质401被切成条并且堆叠(代替卷绕)时，珠粒414将为“堆叠珠粒”。
在一些应用中，波纹状片材403也在沿着槽纹长度的各个点处粘合到表面片材404，如在线420处所示。
参考图1，一旦介质401例如通过卷绕或堆叠被结合成介质包，它就可以如下操作。首先，沿箭头412的方向的空气将进入与端部409相邻的开放槽纹411。由于通过珠粒410使端部408封闭，所以空气将如箭头413所示穿过介质。空气接着可以通过穿过槽纹415的与介质包的端部408相邻的开放端415a离开介质包。当然，可以在空气沿相反方向流动的情况下进行操作，如例如关于图24所讨论。重点是在典型的空气过滤器应用中，未过滤的空气流在介质包的一端或面处进入，并且经过滤的空气流在相反的端或面处离开，而没有任何未过滤的空气流穿过该包或在面之间穿过。
对于本文中在图1中所示的特定布置，平行的波纹407a、407b从边缘408到边缘409大体上完全笔直地跨过介质。笔直的槽纹或波纹可以在所选择的位置处、尤其是在端部处变形或折叠。在以上“规则的”、“弯曲的”和“波形图案”的定义中，通常忽略在槽纹端部处为了封闭而做出的修改。
现在将注意力指向图2，其中示意性地描绘了z形过滤介质；即，利用规则的、弯曲的波形图案的波纹状片材503和非波纹状平坦片材504(即单面层条)的z形过滤介质构造500。点506与507之间的距离D1限定了平坦介质504在给定波纹状槽纹508下方的区域502中的延伸量。由于波纹状槽纹508的形状，在相同距离D1上方的波纹状槽纹508的弧形介质的长度D2当然大于D1。对于在带槽纹过滤器应用中使用的典型的规则形状的介质，介质508在点506与507之间的线性长度D2通常将是D1的至少1.2倍。典型地，D2将在D1的1.2至2.0倍的范围内，包括端值。空气过滤器的一个特别方便的布置具有其中D2为约1.25至1.35×D1的构型。例如，这种介质已经在商业上用于Donaldson PowercoreTM的Z形过滤器布置中。另一种可能方便的尺寸是其中D2为D1的约1.4至1.6倍的尺寸。在本文中，比率D2/D1有时将被表征为波纹状介质的槽纹/平坦比率或介质拉伸度。
在图3中，总体上描绘了通过卷绕单面介质的单个条而构造成的卷绕式介质包(或卷绕式介质)550。所描绘的特定卷绕式介质包是卵形介质包550a，具体地是跑道形介质包551。在介质包550的外部的介质尾端被示出为551x。为了方便和进行密封，典型地将沿着介质包550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550中，相反的流动(端)面被指定为552、553。一个将是入口流动面，另一个是出口流动面。
这种类型的紧凑型过滤器元件(过滤器组)1包括顶面22，第一通道组中的第一通道的入口开口指向该顶面。另外地，这种类型的过滤器组包括底面23，第二通道组中的第二通道的出口开口通向该底面。图3示出了在顶面22处的贯通通道31的开口30。贯通通道31穿过过滤器组。贯通通道31还在底面23处具有开口32。
图4示出了根据本披露内容的过滤器布置40。过滤器布置40具有外壳41。外壳41具有顶部部分42和底部部分43。通过带螺纹部分44和45，顶部部分42可以以流体密封的方式旋拧到底部部分43上。流体入口46由底部部分43的底部处的开口提供。流体通过该流体入口进入过滤器布置40并且通过管形流体连接件47被引导至过滤器元件1的底面23处的贯通通道31的开口32。
在贯通通道31内部，声锥33被布置为与穿过贯通通道31的流体流相互作用的元件。
流体从底面23处的开口32流过贯通通道31而到达顶面22处的开口30并进入腔室48中。过滤器元件1的顶面22与腔室48邻接。外壳41的顶部49具有通过沿着垂直于环面的旋转轴线的平面切割而被切割成两半的环面形状，并且该环面具有封闭的环面的中心孔。外壳41的顶部49的这种形状有助于离开贯通通道31的开口30并进入腔室48中的流体反向流动并从顶面22进入第一通道组中的第一通道中。流体流过第一通道并通过布置在第一通道与第二通道之间的过滤介质进入第二通道中，并且在底面23处流出第二通道。收集腔室50被布置在底面23下方，该收集腔室收集在底面23处流出过滤器元件1的流体。收集腔室50连接到过滤器布置40的出口51。
周向密封件52设置在过滤器元件1的周向表面53处。周向密封件52防止任何流体流绕过过滤器元件1并且防止任何流体从腔室48直接流到收集腔室50。此外，提供了内周向密封件54，该内周向密封件将贯通通道30的内表面密封到声锥33的外壁上。
如从图4可以看出，声锥33被布置在贯通通道31内部，但不附接到过滤器元件而仅附接到过滤器外壳41的底部部分43。如果外壳被打开，顶部部分42可以被拉离，从而暴露出过滤器元件1(参见图5)。过滤器组可以被拉离留在原地的声锥33。可以将替换过滤器组放置在声锥33上并且可以将外壳封闭。
图6和图7所示的实施例与图4和图5所示的实施例的不同之处仅在于，图6和图7中的实施例中的外壳41的顶部部分42与底部部分43之间的分型线更高，并且过滤器元件1附接到顶部部分42，使得如果顶部部分42移动远离底部部分43，则过滤器组被拉离留在原地的声锥33。替换过滤器组可以与外壳的新的顶部部分42一起放置在声锥33上。
图8和图9所示的实施例与图4、图5、图6和图7所示的实施例的不同之处在于，在贯通通道31内部布置了与穿过贯通通道31的流体流相互作用的元件。该元件由外管62、内管63以及布置在内管63内部的叶片60组成。内管63的底部形成流体入口46。待过滤的流体通过流体入口46进入过滤器布置40中。内管63的顶部部分终止于通过外管62的外壁65向内弯曲而形成的顶部腔室64，如图8和图9所示。内周向密封件54密封到外壁65上。叶片60为螺旋形状，并且当流体从底部到顶部流过叶片60时向流体赋予旋涡移动，如图8中的箭头61所指示。由叶片60赋予流体的旋涡移动导致较重的颗粒向内管63的壁移动，而未载有较重颗粒的流体作为中心流在内管63的中间流动。通过内管63的顶部部分终止于通过外管62的外壁65向内弯曲而形成的顶部腔室64的布置，载有较重颗粒的流体流可以转向到外管62中并且通过外管62可以在外壳41的底部部分43处从外壳41引出。并未太多载有较重颗粒的流体流流过通过外管62的外壁65向内弯曲而形成的中心管66并进入腔室48，然后经由顶面22被引导进入过滤器组中。因此，图8和图9中所示的布置可以用于在流体进入过滤器组之前预清除流体中的较重颗粒。外壁65的底部部分附接到外壳的底部部分43，并且因此有助于提供收集腔室50。
图10和图11所示的实施例与图4、图5、图6和图7所示的实施例的不同之处在于，在贯通通道31内部布置了与穿过贯通通道31的流体流相互作用的元件。该元件由重物70组成。重物70通过径向面向的支撑叶片71连接到界定贯通通道31的侧壁。流体可以在支撑叶片71之间在贯通通道31中从底部流到顶部。密封件54密封到流体连接件47的外表面上。
图12至图14所示的实施例与图4、图5、图6和图7所示的实施例的不同之处在于，在贯通通道31内部布置了与穿过贯通通道31的流体流相互作用的元件。该元件由分配器80和带有中心孔口82的挡板81组成。分配器被布置在流体连接件47的顶部处。带有孔口82的挡板81附接到贯通通道31的侧壁。该实施例表明，要与流体流相互作用的元件可以由多个元件组成，比如一方面是分配器80并且另一方面是挡板81，并且在本披露内容的概念内，这些元件可以不同地连接到过滤器的各部分，比如分配器80连接到流体连接件47且因此即使在过滤器组的更换期间也留在外壳41的底部部分43，而挡板81附接到贯通通道31的侧壁且因此将与过滤器组一起更换。图14是为了表明可以设计分配器80的不同实施例，并且根据期望的效果，可以优选更高的分配器80或更矮的分配器80。
图15和图16所示的实施例与图4、图5、图6和图7所示的实施例的不同之处在于，在贯通通道31内部布置了与穿过贯通通道31的流体流相互作用的元件。该元件是可以用作安全元件的过滤介质82。例如，如果布置在贯通通道31内部的过滤介质82具有比过滤介质1更细的孔，则布置在贯通通道31内部的过滤介质82将捕捉穿过过滤介质1而未被该过滤介质1捕捉的较小直径的颗粒或液滴。如果一定大小的颗粒或液滴没有被过滤介质1捕获，则布置在贯通通道内的过滤介质82可能会因此很快堵塞。
图17至图19和图42至图46所示的实施例与图4至图16所示的实施例的不同之处在于，穿过过滤器布置的流体流是直通的，即，从布置在外壳41的顶部部分42上的流体入口90到布置在外壳41的底部部分43处的流体出口91。另外，在贯通通道31内部布置元件，该元件封闭穿过贯通通道的流体流，同时在贯通通道内部留下开放的体积，该体积是贯通通道在没有该元件的情况下将具有的体积的至少10％。该元件是用于传感器92的支撑件93。传感器92下方的体积在开口32处开放。因此，假设传感器92下方的体积中的压力与在底面23处的压力相同，传感器92可以测量顶面22处的流体的压力与底面23处的流体的压力之间的压差。
与图17和图19所示的类似，图20至图23所示的实施例与图4至图16所示的实施例的不同之处在于，穿过过滤器布置的流体流是直通的，即，从布置在外壳41的顶部部分42上的流体入口90到布置在外壳41的底部部分43处的流体出口91。另外，在贯通通道31内部布置元件，该元件封闭穿过贯通通道的流体流，同时在贯通通道内部留下开放的体积，该体积是贯通通道在没有该元件的情况下将具有的体积的至少10％。该元件是把手99。把手99可以用于将过滤器组从外壳41的底部部分43拉出，如图23所示。
图24至图26的实施例示出了密封件55可以用于将外壳的顶部部分42密封到外壳的底部部分43上。该密封件55还可以用来阻挡过滤器组的外周向表面与顶部部分42的内壁之间绕过的任何流体进入底部部分43中。因此，密封件55确保进入收集腔室50中的所有流体都流过过滤器组而不绕过过滤器组。密封件(未示出)将插入流体入口46中的流体连接件47的底部密封到流体入口46的内壁上，并且因此防止任何流体从流体入口46绕道进入收集腔室50中。图24至图26的实施例示出了紧密地布置在外壳41的顶部部分42内部的过滤器组。
图27至图29的实施例与图24至图26所示的实施例的不同之处在于，过滤器组未被紧密地布置在外壳41的顶部部分42中，而是松散地布置。这种布置中的密封件53用于防止任何流体围绕过滤器组的外圆周区域绕过过滤器组。
图24至图26和图27至图29的实施例示出了固定地附接到贯通通道31的声锥33。
图30至图33的实施例示出了处于封闭状态的过滤器布置。
图34至图36的实施例与图24至图26所示的实施例的不同之处在于，过滤器组未被紧密地布置在外壳41的顶部部分42中，并且声锥33未附接到过滤器组而是单独的元件。
图37至图41所示的实施例与图4至图16所示的实施例的不同之处在于，穿过过滤器布置的流体流是直通的，即，从布置在外壳41的顶部部分42上的流体入口90到布置在外壳41的底部部分43处的流体出口91。另外，在贯通通道31内部布置元件，该元件封闭穿过贯通通道的流体流，同时在贯通通道内部留下开放的体积，该体积是贯通通道在没有该元件的情况下将具有的体积的至少10％。该元件是谐振器85。谐振器85内部下方的体积在开口32处开放。因此，通过流体出口91进入的声波可以进入谐振器85中。因为谐振器在顶面处封闭，所以声波被捕获在谐振器85内部。
在图48中，示出了用于制作对应于条401(图1)的介质条(单面层)的制造过程的一个示例。一般来说，表面片材510和具有槽纹514的带槽纹(波纹状)片材512被带到一起以形成介质幅板515，其中粘合剂珠粒在516处定位在它们之间。粘合剂珠粒516将形成单面层珠粒414(图1)。在平台518处发生可选的压凹(darting)过程，以形成位于幅板中间的中心压凹区段520。z形过滤介质或Z形介质条522可以沿着珠粒516在523处被切割或撕裂，以形成z形过滤介质522的两个片段或条524、525，该两个片段或条中的每一个具有带有在波纹成形片材与表面片材之间延伸的密封剂条(单面层珠粒)的边缘。当然，如果使用可选的压凹过程，则具有密封剂条(单面层珠粒)的边缘也将具有在此位置处压凹的一组槽纹。
用于进行如关于图48所表征的过程的技术在2004年1月22日公开的PCT WO 04/007054中进行描述，该文献通过援引并入本文。
仍然参考图48，必须先形成z形过滤介质522，然后使其通过压凹平台518并且最终在523处撕裂。在图48所示的示意图中，这是通过使过滤介质片材526穿过一对波纹辊528、529来完成的。在图48所示的示意图中，将过滤介质片材526从辊530展开、围绕张力辊532缠绕、然后穿过波纹辊528、529之间的辊隙或辊缝534。波纹辊528、529具有齿536，其将在平坦片材526穿过辊隙534之后产生一般期望形状的波纹。在穿过辊隙534之后，片材526变成横跨机器方向波纹状的，并且被称为用512表示的波纹状片材。然后将波纹状片材512固定到表面片材510。(在一些情况下，波纹成形过程可能涉及对介质进行加热。)
仍然参考图48，该过程还示出了表面片材510被输送到压凹处理平台518。表面片材510被描绘15为储存在辊106上，然后被引导到波纹状片材512以形成Z形介质522。波纹状片材512和表面片材510典型地将通过粘合剂或其他方式(例如通过声波焊接)固定在一起。
参考图48，示出了用于作为密封剂珠粒将波纹状片材512和表面片材510固定在一起的粘合剂线516。替代性地，用于形成表面珠粒的密封剂珠粒可以如516a所示那样施加。如果在516a处施加密封剂，可能希望在波纹辊529中留置间隙，并且可能在两个波纹辊528、529中留置间隙，以容纳珠粒516a。
当然，如果需要的话，图48的设备可以被修改以提供用于珠粒410(图1)。
提供给波纹状介质的波纹的类型是选择问题，并且将由波纹辊528、529的波纹或波纹齿来指定。一个有用的波纹图案将是笔直槽纹或脊部的规则的弯曲波形图案的波纹，如在本文中以上所定义。所使用的典型的规则的弯曲波形图案将是这种图案：其中波纹状图案中的如以上文所定义的距离D2是如以上文所定义的距离D1的至少1.2倍。在示例应用中，典型地D2＝1.25至1.35×D1，但替代方案是可能的。在一些情况下，这些技术可以应用于并非“规则的”弯曲波形图案，包括例如不使用笔直槽纹的波形图案。此外，所示的弯曲波形图案的变型是可能的。
如所描述，图48所示的过程可以用于形成中心压凹区段520。图49以截面示出在压凹和撕裂之后的槽纹514中的一个。
可以看到，折叠布置538形成具有四个折痕541a、541b、541c、541d的压凹槽纹540。折叠布置538包括固定到表面片材510上的平坦的第一层或部分542。第二层或部分544被示出为压靠在第一层或部分542上。第二层或部分544优选地通过与第一层或部分542的外端546、547相反地折叠而形成。
仍然参考图49，折叠部或折痕541a、541b中的两个在本文中通常将被称为“上部向内指向的”折叠部或折痕。术语“上部”在此背景下旨在指示：当以图49的取向来观察折叠部540时，折痕位于整个折叠部540的上部部分上。术语“向内指向的”旨在是指以下事实：每个折痕541a、541b的折叠线或折痕线被引导朝向另一个。
在图49中，折痕541c、541d在本文中通常将被称为“下部向外指向的”折痕。术语“下部”在此背景下是指以下事实：在图49的取向上，折痕541c、541d不像折痕541a、541b那样位于顶部。术语“向外指向的”意在表示折痕541c、541d的折叠线远离彼此被引导。
如在此背景下使用的，术语“上部”和“下部”旨在具体地是指当从图49的取向进行观察时的折叠部540。也就是说，当折叠部540定向在实际产品中以供使用时，这些术语并不旨在另外指示方向。
基于图49的这些表征和评论，可以看出，根据本披露内容中的图49的规则的折叠布置538是包括至少两个“上部向内指向的折痕”的折叠布置。这些向内指向的折痕是独特的，并且有助于提供总体布置，其中折叠不会引起相邻槽纹的显著侵蚀。
还可以看到，第三层或部分548压靠在第二层或部分544上。第三层或部分548通过与第三层548的内端550、551相反地折叠而形成。
观察折叠布置538的另一种方式是参考波纹状片材512的交替的脊部和低谷的几何形状。第一层或部分542由倒脊形成。第二层或部分544对应于朝向倒脊折叠，并且在优选的布置中抵靠倒脊折叠的双峰(在使脊部倒置之后)。
用于提供结合图49所描述的可选的压凹的技术，以优选的方式在PCT WO 04/007054中进行描述，该文献通过援引并入本文。用于在施加缠绕珠粒的情况下卷绕介质的技术在2004年3月17日提交并且作为WO 04/082795公开的PCT申请US 04/07927中进行描述，该文献通过援引并入本文。
用于将带槽纹端部压凹封闭的替代方法是可能的。此类方法可以涉及例如：在每个槽纹中不居中的压凹；以及在不同的槽纹上滚压、按压或折叠。一般来说，压凹涉及折叠或以其他方式操纵与带槽纹端部相邻的介质，以实现压缩封闭状态。
在图50中，(示意性地)示出了由z形过滤介质条形成堆叠式z形过滤介质(或介质包)的步骤，每个条是固定到表面片材的带槽纹30片材。参考图50，单面层条560被示出为添加到与条560类似的条562的叠层561。条560可以从条524、525(图48)中的任一个切割。在图50的563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560、562相对应的每个层之间施加堆叠珠粒564。(堆叠也可以是通过将每个层被添加到叠层底部而不是顶部来完成。)
参考图50，每个条560、562具有前边缘565和后边缘566以及相反的侧边缘568a、568b。包括每个条560、562的波纹状片材/表面片材组合的入口槽纹和出口槽纹总体上在前边缘565与后边缘566之间并且平行于侧边缘568a、568b延伸。
仍然参考图50，在形成的介质或介质包561中，
相反的流动面以570、571指示。在过滤过程中，面570、571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。在一些情况下，堆叠珠粒564与上游或入口面571相邻定位；而在其他情况下，正好相反。流动面570、571在相反的侧面572、573之间延伸。
图50中形成的所示堆叠介质构型或介质包561在本文中有时被称为“块状”堆叠介质包。术语“块状”在此背景下是指示布置形成为矩形块，其中所有面相对于所有邻接壁面成90°。例如，在一些情况下，可以通过使每个条560与相邻条的对准稍微偏移来形成叠层，以形成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。
在一些情况下，介质或介质包将被称为在任何截面中具有平行四边形形状，这意味着任何两个相反的侧面总体上彼此平行地延伸。
应当注意，对应于图50的块状堆叠布置在U.S.5,820,646的现有技术中进行描述，该文献通过援引并入本文。还应当注意，堆叠布置在以下文献中进行描述：U.S.5,772,883；5,792,247；2003年3月25日提交的美国临时申请60/457,255；以及2003年12月8日提交并且作为2004/0187689公开的U.S.S.N.10/731,564。这些后续参考文献中的每一个均通过援引并入本文。应当注意，作为2005/0130508公开的U.S.S.N.10/731,504中所示的层叠布置是倾斜的堆叠布置。
还应当注意，在一些情况下，可以将多于一个叠层结合到单个介质包中。此外，在一些情况下，可以利用其中具有凹部的一个或多个流动面来形成叠层，例如，如US 7,625,419中所示，该文献通过援引并入本文。
这种类型的紧凑型过滤器元件(过滤器组)1包括顶面22，第一通道组中的第一通道的入口开口指向该顶面。另外地，这种类型的过滤器组包括底面23，第二通道组中的第二通道的出口开口通向该底面。图3示出了在顶面22处的贯通通道31的开口30。贯通通道31穿过过滤器组。贯通通道31还在底面23处具有开口32。
替代类型的介质布置或介质包(在其间延伸的相反端之间包括槽纹)可以与根据本披露内容的所选择的原理一起使用。这种替代介质布置或介质包的示例在图51至图53中进行描绘。图51至图53的介质类似于DE 20 2008 017 059U1中所描绘和描述的介质；并且有时可以见于以商标“IQORON”从曼·胡默尔公司(Mann&Hummel)购得的布置中。
参考图51，介质或介质包总体上用580表示。介质或介质包580包括第一外部褶皱式(脊形)介质环路581和第二内部褶皱式(脊形)介质环582，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51的视图朝向介质包(流动)端部585。根据所选择的流动方向，所描绘的端部585可以是入口(流入)端或出口(流出)端。对于使用已表征的原理的许多布置，介质包580将被构造在过滤器滤芯中，使得端部585是入口流动端。
仍然参考图51，外部褶皱式(脊形)介质环581被构造成卵形形状，但是替代方案是可能的。在590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585处封闭褶皱或脊部581的端部。
褶皱或脊部582(和相关的褶皱尖端)被定位成由环581包围并且与其隔开，并且因此褶皱式介质环582也被描绘成稍微卵形的构型。在这种情况下，环582中的各个褶皱或脊部582p的端部582e被密封封闭。此外，环582包围由典型地模制在适当位置的中心材料条583封闭的中心582c。
在过滤过程中，当端部585是入口流动端时，空气进入两个介质环581、582之间的间隙595。然后，随着空气移动穿过介质包580进行过滤，它流过环581或环582。
在所描绘的示例中，环581被构造成朝向环582向内倾斜而远离端部585延伸。为了结构完整性，还示出了支撑包围环582的端部的定心环597的间隔件596。
在图52中，滤芯580的与端部585相反的端部586是可见的。此处，可以看到包围开放气体流动区域598的环582的内部。当空气在大致朝向端部586且远离端部585的方向上被引导穿过滤芯580时，空气的穿过环582的部分将进入中心区域598并且在端部586处从中心区域离开。当然，进入介质环581(图51)的空气在过滤过程中通常将围绕端部586的外周边586p(在其上方)通过。
在图53中，提供了滤芯580的示意性截面图。所选择的识别和描述的特征由相同的附图标记表示。
通过回顾以上描述的图51至图53将理解，所描述的滤芯580通常是具有在相反的流动端585、586之间沿纵向方向延伸的介质尖端的滤芯。
在图51至图53的布置中，介质包580被描绘为具有卵形、具体地跑道形状的周边。以这种方式描绘是因为以下许多示例中的空气过滤器滤芯也具有卵形或跑道形状的构型。然而，这些原理可以以多种替代的外周形状体现。
在图51中，流体入口面由单点划线587表示。流体入口面由褶皱式介质的面向环581与环582之间提供的空间的区域提供。待过滤的流体流过该流体入口面而进入环581的各个面向内的褶皱和环582的各个面向内的褶皱中；环581的各个面向内的褶皱和环582的各个面向内的褶形成一组第一通道，其中每个第一通道从第一端585延伸到第二端586，并且每个第一通道具有通向流体入口面(单点划线)的入口开口，并且待过滤的流体可以通过该入口开口流入相应的第一通道(环581和环582的各个面向内的褶皱)中。第一流体出口面由双点划线588表示。流体出口面由褶皱式介质的面向环581外侧的区域提供。经过滤的流体从环581的各个面向外的褶皱流出，环581的各个面向外的褶皱形成一组第二通道，其中每个第二通道从第一端585延伸到第二端586，并且每个第一通道具有通向流体出口面(双点划线588)的出口开口，并且待过滤的流体可以通过该出口开口流出相应的第二通道(环581的各个面向外的褶皱)。第二流体出口面由三点划线589表示。流体出口面由褶皱式介质的面向环582内部的空间的区域提供。经过滤的流体从环582的各个褶皱流到该空间中，面向该空间的环582的各个褶皱形成一组第二通道，其中每个第二通道从第一端585延伸到第二端586，并且每个第一通道具有通向流体出口面(三点划线589)的出口开口，并且待过滤的流体可以通过该出口开口流出相应的第二通道(环582的面向环582内部的空间的各个褶皱)。
在本文中，在图54至图61中，提供了可以用于在本文中所表征的原理的所选择的应用中的介质类型的另外一些替代变型的一些示意性局部截面图。在2014年11月10日提交的USSN 62/077,749中描述了某些示例。一般来说，图54至图61的每个布置表示可以堆叠或卷绕成具有相反的入口流动端(或面)和出口流动端(或面)的布置的介质类型，其中具有直通流动。
在图54中，描绘了来自USSN 62/077,749的示例性介质布置601，其中压花片材602被固定到非压花片材603，然后堆叠并卷绕成介质包，其中具有沿着在此先前针对图1所描述类型的相反边缘的密封件。
在图55中，描绘了来自USSN 62/077,749的替代示例介质包610，其中第一压花片材611被固定到第二压花片材612，并且然后形成为堆叠或卷绕式介质包布置，其具有总体上根据本文中的图1的边缘密封。
在图56至图58中，描绘了来自USSN 62/077,749的第三示例介质布置620。边缘密封可以在上游端或下游端实行，或者在一些情况下可以在两者中实行。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56中，描绘了截面，其中带槽纹片材X在其上具有各种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57中，还示出了带槽纹片材X与表面片材Y之间的这种布置的示意性描绘。
在图58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59至图61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59至图61中，描绘了示例介质布置640，其中带槽纹片材642被固定到表面片材643。表面片材643可以是平坦片材。然后可以将介质布置640堆叠或卷绕成介质包，其中具有沿着在本文中先前针对图1所描述类型的相反边缘的密封。在所示的实施例中，带槽纹片材642的槽纹644具有包括一系列顶峰645和鞍部646的起伏脊线。相邻槽纹644的顶峰645可以如图60和图61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644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(典型地从1.1)到约1变化。
图54至图61的示例旨在总体上表示可以根据本文中的原理使用多种替代介质包。关于一些替代介质类型的构造和应用的一般原理，还应当将注意力指向USSN 62/077,749，该文献通过援引并入本文。
在图62至图65中描绘了涉及过滤介质的替代类型的介质布置或介质包的附加示例，所述过滤介质具有在相反的端部或流动面之间以直通流动构型延伸的槽纹。当这些槽纹被布置成经由入口流动面接收污浊空气时，这些槽纹可以被认为是入口槽纹，并且当它们被布置成允许经过滤空气经由出口流动面流出时，它们可以被认为是出口槽纹。
图62至图64中描绘的过滤介质6502，类似于在转让给曼·胡默尔股份有限公司(Mann+Hummel GmbH)的US 8,479,924和US 9,919,256中所描绘的过滤介质，被展示为处于示出过滤介质6502可以如何形成为介质包布置6504的布置。
介质包布置6504可以被认为具有从入口流动面6506到出口流动面6508的相对较长或较深的褶皱，并且还可以如图所示具有变化的褶皱深度。随着介质包的褶皱深度增加，过滤介质趋向于彼此塌陷，从而导致掩蔽。掩蔽是不合期望的，因为被掩蔽的过滤介质趋于不再可用于过滤，从而降低了粉尘保持能力和流动穿过介质包，并且还潜在地增加了跨介质包的压降。为了减少掩蔽并且帮助过滤介质保持其形状，已知将支撑结构应用于褶皱式介质。在图63和图64中，提供了支撑区段或间隔件6510。应当理解的是，图63和图64展示了具有褶皱折叠部6514的折叠构型6512，但是被展开或分离以示出可以如何布置过滤介质6502和支撑区段或间隔件6510。
如图63至图64所示，过滤介质6502在第一侧6516与第二侧6518之间延伸。尽管仅在每个褶皱面6520上示出一个支撑区段6510，但是应当理解，可以沿着每个褶皱面6520布置多个支撑区段6510，使得当将过滤介质6502布置到介质包(如图44中示出为介质包604)中时，每个支撑区段6510之间的体积可以被视为在入口流动面6506与出口流动面6508之间延伸的槽纹。支撑区段6510可以布置在每个流动面6520上，使得相反的支撑区段6510彼此接触或接合，以帮助维持介质包的形状，同时还限制了支撑区段6510将接触的过滤介质的量，如图63所示。此外，通过提供支撑区段6510具有粘合性能，支撑区段6510可以设置成使得当将过滤介质6502布置到介质包6504中时，相反的支撑区段6510可以彼此粘附。
支撑区段6510可以布置成锥形构型，其中支撑区段6510在内部折叠部6522处具有截面，并且其中该截面朝向外部折叠部6524增大。在此背景下，短语“内部折叠部”是指当介质被布置到介质包中时，介质的形成锐角的一侧，并且短语“外部折叠部”是指介质的形成钝角的一侧。此外，提及改变支撑区段6510的截面可以是指支撑区段远离其所粘附的介质延伸的高度以及沿着其所粘附的介质在朝向或远离相邻槽纹上的其他支撑区段的方向上的宽度中的一个或两个。改变支撑区段6510的形状可以帮助维持介质包和所产生的槽纹的形状，并且可以帮助减少在支撑区段6510未布置成锥形构型的情况下原本将由这些支撑区段接触的介质的量。另外，支撑区段6510可以布置成非锥形构型。如图64所示，支撑区段6510可以设置成使得它们在外部折叠部6524上方延伸，但是支撑区段6510不必在外部折叠部上方延伸。另外，支撑区段6510不必延伸到内部折叠部6522中，但是如果需要，支撑区段6510可以设置成使得它们延伸到内部折叠部6522中。
当粘合剂被挤出到过滤介质6502上时(其中粘合剂形成支撑区段6510)，支撑区段6510可以施加到过滤介质6502。在粘合剂有机会完全固化之前，可以将过滤介质6502折叠成可以具有或可以不具有变化的褶皱深度的介质包布置6504。通过在粘合剂完全固化之前形成介质包布置6504，相反的支撑区段6510可以彼此粘结或粘附，从而形成在入口流动面6506与出口流动面6508之间延伸的槽纹。
应当理解的是，过滤介质6502可以具有跨介质延伸的变形，诸如波纹。诸如波纹的变形方向可以平行于或垂直于褶皱折叠方向。
图46中描绘的过滤介质6602类似于转让给冠军实验室公司(ChampionLaboratories，Inc.)的US 2018/02007566中描绘的过滤介质，作为具有直通流动布置的入口槽纹和出口槽纹的介质包布置6604的另一个示例。
可以通过折叠20过滤介质6602以形成入口流动面6606和出口流动面6608来形成过滤介质包布置6604。褶皱尖端6610形成入口流动面6606，并且褶皱尖端6612形成出口流动面6608。可以是连续或不连续的粘合剂珠粒6616和6618沿着过滤介质6602以多条线跨过滤介质6602从介质第一侧6620延伸到介质第二侧6622。如果需要的话，沿着介质第一侧6620和沿着介质第二侧6620的粘合剂珠粒6616和6618可以加厚，并且可以被布置成沿着介质第一侧6620和介质第二侧6622提供边缘密封。通过提供粘合剂珠粒6616和6618在折叠过滤介质6602时彼此粘附，可以在直通介质包布置6604中形成入口槽纹6630和出口槽纹6632。
相似类型的过滤介质包布置可以Enduracube的名称从宝威滤清器公司(BaldwinFilters，Inc.)购得。以Enduracube的名称从宝威滤清器公司(Baldwin Filters，Inc.)购得的过滤介质包以褶皱式构型布置，从而形成在入口流动面与出口流动面之间延伸的入口槽纹和出口槽纹。
现在参考图66和图67，呈现了过滤器布置40的另一实施例。在图66中，过滤器元件1具有顶面22，第一通道组中的第一通道的入口开口指向该顶面。另外地，过滤器元件1具有底面23，第二通道组中的第二通道的出口开口通向该底面。贯通通道31穿过元件1的中心，该贯通通道在顶面22处具有开口30。贯通通道31穿过过滤器组。贯通通道31还在底面23处具有开口32。
在图66中描绘了保持元件1的外壳41。元件1包括面格栅110，该面格栅具有包围顶面22的周边的外边沿111并且具有多个辐条112。辐条112在边沿111与中心毂114之间延伸。中心毂114包括限定开口118的周围壁116。开口118与通道31的开口30连通。周围壁116可以与用于发动机进气口的出口管连通。图66和图67中还示出了布置在底面23下方的收集腔室50，该收集腔室收集在底面23处流出过滤器元件1的流体。
流体在顶面22处在面格栅110的辐条112之间进入过滤器布置40并穿过过滤器元件1的介质并且通过底面23离开。外壳41然后将流体流引导至过滤器元件1的底面23处的贯通通道31的开口32。因此，流体流转动180°到达贯通通道31中的开口32。
在贯通通道31的内部是第二过滤器元件130。第二过滤器元件130可以由z形过滤介质500构成，如图1至图3中所述，或者根据图47至图65呈现或修改。第二过滤器元件130可以具有呈填充贯通通道31的体积的形状的外周边。第二过滤器元件130具有顶面132和相对的底面134。该特定实施例还将顶面132示出为与元件1的顶面22大体上共面，并且将底面134示出为与底面23大体上共面，但面132、22和134、23不共面的其他实施例是可能的。第二过滤器元件130还可以包括可选的中心芯部140(图66)。
在使用中，流体在顶面处在面格栅110的辐条112之间处进入过滤器布置40并穿过过滤器元件1的介质并且通过底面23离开。收集腔室50然后将流体流引导至过滤器元件1的底面23处的贯通通道31的开口32。因此，流体流转动180°(即，流动方向颠倒)到达贯通通道31中的开口32。从那里，流体流过第二过滤器元件130的底面134并流过第二过滤器元件130的过滤介质500，然后通过顶面132离开。从那里，经过滤的流体流过毂114的开口118并流到下游设备(例如，发动机进气口)。许多替代方案是可能的，包括用于形成穿过元件1(即，第一过滤器元件1)和第二过滤器元件130的流动路径的许多可能性。
以上展现了示例原理。可以使用这些原理作出许多实施例。

Claims (13)

1.一种过滤器元件，用于对穿过所述过滤器元件的流体进行过滤，所述过滤器元件具有流体入口面和流体出口面并且设置有：
-一组第一通道，其中每个第一通道从第一端朝向第二端延伸，并且每个第一通道具有通向所述流体入口面的入口开口，并且待过滤的流体能够通过所述入口开口流入相应的第一通道中；
-一组第二通道，其中每个第二通道从第二端朝向第一端延伸，并且每个第二通道具有通向所述流体出口面的出口开口，并且经过滤的流体能够通过所述出口开口流出相应的第二通道；
其中，相应的第一通道通过分隔壁与被布置在所述第一通道旁边的第二通道分开，其中，所述分隔壁由过滤介质形成，所述待过滤的流体能够通过所述过滤介质从所述相应的第一通道流入所述被布置在所述第一通道旁边的第二通道中；并且
其中，贯通通道穿过过滤器组从所述流体入口面通向所述流体出口面，所述贯通通道在所述流体入口面处具有开口和/或在所述流体出口面处具有开口，其特征在于，元件封闭穿过贯通通道的流体流，同时在所述贯通通道内部留下开放的体积，所述体积是所述贯通通道在没有所述元件的情况下将具有的体积的至少10%，其中封闭穿过贯通通道的流体流的元件是用于传感器的支撑件、把手或谐振器之一。
2.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，
-每个第一通道的第一端被布置在所述流体入口面处并且每个第一通道在其第一端处具有入口开口，所述待过滤的流体能够通过所述入口开口流入所述相应的第一通道中，并且每个第一通道在其第二端处封闭，和/或
-每个第二通道的第二端被布置在所述流体出口面处并且每个第二通道在其第二端处具有开口，所述待过滤的流体能够通过所述开口流出所述相应的第二通道，并且每个第二通道在其第一端处封闭。
3.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述过滤器元件的过滤器组具有封闭的周向表面，并且在于周向密封件被布置在所述周向表面上。
4.根据权利要求3所述的过滤器元件，其特征在于，每个第一通道在其第二端处封闭和/或每个第二通道在其第一端处封闭。
5.一种用于对流体进行过滤的过滤器，所述过滤器具有过滤器外壳和根据权利要求1至4中任一项所述的过滤器元件，所述过滤器元件被布置在所述过滤器外壳的内部。
6.根据权利要求5所述的过滤器，其特征在于，所述外壳具有腔室，所述腔室具有顶端和底端，其中，所述过滤器元件被布置在所述腔室中。
7.根据权利要求6所述的过滤器，其特征在于，所述腔室的顶端具有切割的环面的形式。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的过滤器，其特征在于，所述外壳能够打开。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的过滤器，其特征在于，所述外壳具有入口，由此所述入口是管或开口、优选地是由网封闭的开口，或者由此所述外壳在某一区域中穿孔，所述区域提供所述入口。
10.一种根据权利要求1至4中任一项所述的过滤器元件或根据权利要求5至9中任一项所述的过滤器的用于对流体进行过滤的用途，所述流体是气体。
11.一种根据权利要求1至4中任一项所述的过滤器元件或根据权利要求5至9中任一项所述的过滤器的用于对流体进行过滤的用途，所述流体是空气。
12.一种生产过滤器的方法，其特征在于，将根据权利要求1至4中任一项所述的过滤器元件引入过滤器的外壳中以及封闭所述外壳。
13.一种生产根据权利要求1至4中任一项所述的过滤器元件的方法，其特征在于，所述过滤介质围绕形成所述贯通通道的管进行缠绕。
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