DE112015002696T5 - Luftfilterungselement - Google Patents

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Abstract

Bereitgestellt wird ein segmentiertes Luftfilterungselement. Das segmentierte Luftfilterungselement umfasst ein Zentralrohr, das eine Mittelachse und einen inneren Durchgang darin definiert. Das Zentralrohr umfasst eine Vielzahl von Rippen, die sich entlang der Mittelachse und voneinander beabstandet erstrecken. Eine Vielzahl von Segmentierungsoberflächen ist an dem Zentralrohr in einer in Bezug auf die Mittelachse radialen Anordnung angebracht. Die Vielzahl von Segmentierungsoberflächen ist dazu ausgestaltet, eine Vielzahl von Filtermedien dazwischen aufzunehmen, so dass jedes der Vielzahl von Filtermedien selektiv darin austauschbar ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Luftfilterungselement, und insbesondere ein Luftfilterungselement zur Verwendung bei der Filterung von Fluiden, wie etwa Luft.
  • Hintergrund
  • Der Luftstrom in einem Motorsystem kann mitgerissene Materialpartikel enthalten. Diese Materialpartikel können, wenn sie nicht entfernt werden, beträchtlichen Schaden an den Komponenten des Motorsystems verursachen. Eine Luftfilterungsanordnung kann in Verbindung mit dem Motorsystem vorgesehen werden, um die Materialpartikel aus dem Luftstrom stromaufwärts der Komponenten des Motorsystems zu entfernen. Es ist eine Reihe solcher Luftfilterungsanordnungen zur Entfernung der Materialpartikel aus dem Luftstrom bekannt. Zum Beispiel kann eine Z-Filtermedien-Konstruktion mit kanalierten Medienplatten mit dem Motorsystem eingesetzt werden. Abhängig von ihrer Verwendung können diese Luftfilterungsanordnungen periodisch gewartet oder ausgetauscht werden müssen. Ein häufiger Austausch der Luftfilterungsanordnung kann die Gesamtbetriebskosten des Systems negativ beeinflussen.
  • Das US-Patent Nr. 8,591,622 beschreibt eine Filtervorrichtung mit einem Filterstapel umfassend eine Vielzahl von porösen Keramikplatten, die axial voneinander beabstandet sind, um eine Vielzahl von axial beabstandeten Radialstrombereichen zu definieren. Der Filterstapel ist innerhalb eines Gehäuses montiert. Die Vielzahl von porösen Keramikplatten wechseln sich in einem ersten Satz von porösen Keramikplatten ab, die mit einem zweiten Satz von porösen Keramikplatten verschachtelt sind. Zumindest eine der Seiten der porösen Keramikplatten definiert eine Vielzahl von radialen Kanälen, die in einer radialen Feldanordnung angeordnet sind.
  • Zusammenfassung der Offenbarung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein segmentiertes Luftfilterungselement bereitgestellt. Das segmentierte Luftfilterungselement umfasst ein Zentralrohr, das eine Mittelachse und einen inneren Durchgang darin definiert. Das Zentralrohr umfasst eine Vielzahl von Rippen, die sich entlang der Mittelachse und voneinander beabstandet erstrecken. Eine Vielzahl von Segmentierungsoberflächen ist an dem Zentralrohr in einer in Bezug auf die Mittelachse radialen Anordnung angebracht. Die Vielzahl von Segmentierungsoberflächen ist dazu ausgestaltet, eine Vielzahl von Filtermedien dazwischen aufzunehmen, so dass jedes der Vielzahl von Filtermedien selektiv daraus austauschbar ist.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein segmentiertes Luftfilterungselement bereitgestellt. Das segmentierte Luftfilterungselement umfasst ein Zentralrohr, das eine Mittelachse und einen inneren Durchgang darin definiert. Das Zentralrohr umfasst eine erste Endfläche, eine zweite Endfläche und eine Vielzahl von Rippen, die sich entlang der Mittelachse und voneinander beabstandet angeordnet erstrecken. Die Vielzahl von Rippen ist zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche verbunden. Jede der Vielzahl von Rippen umfasst einen rampenförmigen Kanal, der daran an einer nach außen weisenden Oberfläche der jeweiligen Rippe vorgesehen ist. Eine Vielzahl von Segmentierungsoberflächen ist an dem Zentralrohr in einer in Bezug auf die Mittelachse radialen Anordnung angebracht. Jede der Vielzahl von Segmentierungsoberflächen weist einen Rand auf, der innerhalb des rampenförmigen Kanals der jeweiligen Rippe in Eingriff steht. Eine Vielzahl von Filtermedien ist zwischen jeder der Vielzahl von Segmentierungsoberflächen in einer in Bezug auf die Mittelachse radial gestapelten Anordnung angebracht. Jedes der Vielzahl von Filtermedien kann selektiv daraus austauschbar sein, so dass jedes der Vielzahl von Filtermedien eine schmale Endfläche, die mit dem inneren Durchgang kommuniziert, und eine breite obere Oberfläche aufweist.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Zusammenbau eines segmentierten Luftfilterungselements bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Zentralrohrs, das eine Mittelachse und einen inneren Durchgang darin definiert. Das Zentralrohr umfasst eine Vielzahl von Rippen, die sich entlang der Mittelachse und voneinander beabstandet erstrecken. Das Verfahren umfasst das Befestigen einer Vielzahl von Segmentierungsoberflächen an dem Zentralrohr in einer radialen Anordnung in Bezug auf die Mittelachse. Das Verfahren umfasst das lösbare Befestigen einer Vielzahl von Filtermedien zwischen der Vielzahl von Segmentierungsoberflächen und in Kommunikation mit dem inneren Durchgang.
  • Weitere Merkmale und Aspekte dieser Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen klar werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Schema eines beispielhaften Motorsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 2 ist eine Explosionsansicht eines Luftfilterungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Zentralrohrs des Luftfilterungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht des Zentralrohrs des Luftfilterungselements gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht des Zentralrohrs des Luftfilterungselements gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht des Zentralrohrs und der Segmentierungsoberflächen des Luftfilterungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht des Luftfilterungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 8 ist eine Querschnittansicht des Luftfilterungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
  • 9 ist ein Verfahren zum Zusammenbau des Luftfilterungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Wo immer möglich werden innerhalb der Zeichnungen die selben Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen. Unter Bezugnahme auf 1 ist dort ein beispielhaftes Motorsystem 100 illustriert. Das Motorsystem 100 umfasst einen Motor 102. Der Motor 102 ist als ein mit Dieselkraftstoff betriebener Verbrennungsmotor verkörpert. In anderen Ausführungsformen kann der Motor 102 durch einen beliebigen anderen Kraftstoff wie etwa Benzin, Erdgas, einer Kombination davon usw. betrieben werden. Des Weiteren kann der Motor 102 ein Gasturbinenmotor sein.
  • Das Motorsystem 100 umfasst einen Turbolader 104, der in Fluidverbindung mit dem Motor 102 vorgesehen ist. Der Turbolader 104 ist in Bezug auf eine Strömungsrichtung der Einlassluft stromaufwärts des Motors 102 vorgesehen. Des Weiteren ist der Turbolader 104 in Fluidverbindung mit einer Einlasssammelleitung 106, die dem Motor 102 zugeordnet ist, vorgesehen. Der Turbolader 104 umfasst einen Kompressor 108, der antreibbar mit einer Turbine 110 gekoppelt ist. Der Turbine 110 wird durch Abgas angetrieben, das aus einer Abgassammelleitung 112 austritt, die dem Motor 102 zugeordnet, und das seinerseits den Kompressor 108 antreibt. Der Kompressor 108 ist dazu ausgestaltet, die Einlassluft zu komprimieren und ihre Dichte zu erhöhen, bevor sie an die Einlasssammelleitung 106 geliefert wird.
  • Des Weiteren umfasst das Motorsystem 100 auch einen Nachkühler 114, der stromabwärts des Turboladers 104 vorgesehen ist. Der Nachkühler 114 ist in Fluidverbindung mit dem Kompressor 108 und der Einlasssammelleitung 106 vorgesehen. Der Nachkühler 114 ist dazu ausgestaltet, eine Temperatur der Ansaugluft stromabwärts des Kompressors 108 zu verringern, bevor sie an die Einlasssammelleitung 106 geliefert wird. Alternativ kann ein Zwischenkühler (nicht dargestellt) innerhalb des Turboladers 104 vorgesehenwerden, und insbesondere zwischen aufeinanderfolgenden Verdichterstufen für die Einlassluft.
  • Das Motorsystem 100 umfasst des Weiteren ein segmentiertes Luftfilterungselement, das hierin im Folgenden als Luftfilterungselement 116 bezeichnet wird, in Fluidverbindung mit dem Kompressor 108. Ferner steht das Luftfilterungselement 116 in Fluidverbindung mit einer Luftquelle 118. Das Luftfilterungselement 116 kann einen Luftstrom von der Luftquelle 118 erhalten. In einem Beispiel kann die Luftströmung Luft aus der Atmosphäre sein. Das Luftfilterungselement 116 ist dazu ausgestaltet, den Luftstrom, der es passiert und in den Kompressor 108 eintritt, zu filtern. Das Luftfilterungselement 116 kann abrasive Partikel, Schmutz und andere partikelförmige Verunreinigungen aus dem Luftstrom entfernen. Die Konstruktion und Arbeitsweise des Luftfilterungselements 116 wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 2 und 3 umfasst das Luftfilterungselement 116 ein Zentralrohr 202, das eine Mittelachse A-A’ definiert. Das Zentralrohr 202 kann eine hohle Konfiguration aufweisen, so dass ein innerer Durchgang 204, der innerhalb des Zentralrohrs 202 ausgebildet ist, in Fluidverbindung mit dem Kompressor 108 steht. Weiter kann das Zentralrohr 202 eine zylindrische Gestalt aufweisen. Wie in 3 dargestellt umfasst das Zentralrohr 202 eine erste Endfläche 303 und eine zweite Endfläche 304, die eine Länge ”L” des Zentralrohrs 202 dazwischen definieren. Die erste Endfläche 303 und die zweite Endfläche 304 können eine ringartige Konfiguration aufweisen, die jeweils Öffnungen 306, 308 definiert, die jeweils mit dem inneren Durchgang 204 kommunizieren. In einer Ausführungsform ragt ein Flansch 310 axial von der ersten Endfläche 303 weg. Zusätzlich oder optional kann der Flansch 310 auch von der zweiten Endfläche 304 wegragen.
  • Das Zentralrohr 202 umfasst eine Vielzahl von Rippen 312, die sich axial entlang der Länge ”L” des Zentralrohrs 202 erstrecken. Die Rippen 312 verbinden die erste und zweite Endfläche 303, 304 miteinander. Die Rippen 312 sind in einem Abstand voneinander angeordnet, so dass zumindest zwei Rippen 312 vorgesehen sind. In der illustrierten Ausführungsform sind acht Rippen 312 in einer beabstandeten Anordnung vorgesehen. Die Anzahl der Rippen 312 kann abhängig von der Anwendung variieren. Ein rampenförmiger Kanal ist auch an einer nach außen weisenden Oberfläche 316 jeder der jeweiligen Rippen 312 vorgesehen. Der rampenförmige Kanal 314 ist entlang einer gesamten Länge der jeweiligen Rippe 312 vorgesehen. Alternativ kann der rampenförmige Kanal 314 entlang eines Abschnitts der Länge der Rippen 312 vorgesehen sein.
  • Andere Ausführungsformen des Zentralrohrs 402, 502 sind jeweils in 4 und 5 veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 4 hat die erste Endfläche 403 eine geschlossene Konfiguration, so dass eine Endabdeckung 401 daran vorgesehen ist. Die Endabdeckung 401 kann mit der ersten Endfläche 403 einteilig sein. Alternativ kann die Endabdeckung 401 eine separate Einheit sein und an der ersten Endfläche 403 durch bekannte mechanische Befestigungsmittel befestigt sein. Durch Vorsehen der Endabdeckung 401 kann der Luftstrom durch die zweite Endfläche 404 geleitet werden. Die zweite Endfläche 404 kann als ein Auslass des Luftfilterungselements 116 dienen, der in Fluidverbindung mit dem Kompressor 108 steht. In einer alternativen Ausführungsform kann, wenn die erste Endfläche 403 in Fluidverbindung mit dem Kompressor 108 steht, die Endabdeckung 401 an der zweiten Endfläche 404 vorgesehen sein.
  • Unter Bezugnahme auf 5 wird dort noch eine weitere Ausführungsform des Zentralrohrs 502 veranschaulicht. Wie gezeigt ist ein zylindrisches Element 501 gleitend in dem inneren Durchgang 204 aufgenommen. Eine Länge des zylindrischen Elements 501 kann abhängig von der Anwendung variieren. Das zylindrische Element 501 weist ein geschlossenes Ende 507 auf, so dass auf der Grundlage einer Bewegung des zylindrischen Elements 501 innerhalb des Zentralrohrs 502 die erste Endfläche 503 durch das geschlossene Ende 507 verschlossen wird, um den Luftstrom durch die zweite Endfläche 504 zu dem Kompressor 108 hin zu leiten. Dementsprechend ist ein Durchmesser des zylindrischen Elements 501 geringer als ein Durchmesser der ersten oder zweiten Endflächen 503, 504, um während der Bewegung einen Spielraum dazwischen vorzusehen. Alternativ ist, wenn die erste Endfläche 503 in Fluidverbindung mit dem Kompressor 108 steht, das zylindrische Element 501 an der zweiten Endfläche 504 aufgenommen.
  • Eine Anzahl von Segmentierungsoberflächen 206 steht innerhalb des rampenförmigen Kanals 314 der jeweiligen Rippe 312 in Eingriff (wie in unterbrochenen Linien in 6 dargestellt). Unter Bezugnahme auf 2 und 6 können die Segmentierungsoberflächen 206 eine ebene Konfiguration aufweisen. Die Segmentierungsoberflächen 206 können an den Rippen 312 auf eine Reihe von Wegen angebracht sein. Zum Beispiel können die Segmentierungsoberflächen 206 unter Verwendung eines Klebstoffs sicher innerhalb des rampenförmigens Kanal 314 gehalten werden. In einem weiteren Beispiel kann eine Dicke der Segmentierungsoberflächen 206 so gewählt werden, dass eine Presspassung innerhalb des rampenförmigen Kanals 314 erzielt. Die Segmentierungsoberflächen 206 sind auf radiale Weise in Bezug auf die Mittelachse A-A’ angeordnet.
  • In den beigefügten Figuren sind sechzehn Segmentierungsoberflächen 206 dargestellt, die sich radial in Bezug auf die Mittelachse A-A’ des Zentralrohrs 202 erstrecken, so dass zwei Segmentierungsoberflächen 206 innerhalb jedes rampenförmigen Kanals 314 in Eingriff stehen. In einer weiteren Ausführungsform können acht Segmentierungsoberflächen 206 vorgesehen sein, so dass eine einzelne Segmentierungsoberfläche 206 innerhalb des rampenförmigen Kanals 314 in Eingriff steht. Der gewöhnliche Fachmann wird erkennen, dass die Dimensionen der Segmentierungsoberflächen 206, zum Beispiel die Dicke, Breite, Länge und Anzahl der Segmentierungsoberflächen 206 ohne Einschränkungen je nach Anwendung variieren können.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht des Luftfilterungselements 116 und 8 ist eine Schnittansicht des Luftfilterungselements 116. Eine Vielzahl von Filtermedien 208 (wie in 2, 7 und 8 dargestellt) ist zwischen jeweiligen benachbarten Segmentierungsoberflächen 206 angebracht. Das Filtermedium 208 kann eine Keilform aufweisen. In einer Ausführungsform kann der Keil einen Winkel von ungefähr zwischen 30° bis 45° in Bezug auf die Mittelachse A-A’ des Zentralrohrs 202 begrenzen. Das Filtermedium 208 kann auf solche Weise angeordnet sein, dass eine schmale Endfläche 210 desselben in Fluidverbindung mit dem inneren Durchgang 204 steht. Die schmale Endfläche 210 kann eine gekrümmte oder bogenförmige Gestalt aufweisen, so dass das jeweilige Filtermedium 208 im eingebauten Zustand (siehe 8) mit dem Zentralrohr 202 in Kontakt stehen kann. Eine breite Endfläche 212 eines jeden der Filtermedien 208 kann eine flache Konfiguration aufweisen. Dementsprechend kann, wie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, ein Querschnitt des Luftfilterungselements 116 eine achteckige Konfiguration (siehe 7) aufweisen. Alternativ kann das Luftfilterungselement 116 einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. In anderen Ausführungsformen kann der Querschnitt des Luftfilterungselements 116 auf Grundlage der Anzahl von Segmentierungsoberflächen 206, die in dem Luftfilterungselement 116 vorhanden sind, variieren.
  • Jedes der Filtermedien 208 ist zusammen mit den jeweiligen Segmentierungsoberflächen 206, die zu beiden Seiten des Filtermediums 208 positioniert sind, abnehmbar an dem Zentralrohr 202 des Luftfilterungselements 116 angebracht. In einer Ausführungsform kann das Filtermedium 208 eine Befestigungsfläche an beiden Seiten davon aufweisen, um das jeweilige Filtermedium 208 zwischen den benachbarten Segmentierungsoberflächen 206 in der Ausführungsform, in der acht Segmentierungsoberflächen 206 vorgesehen sind, abnehmbar zu befestigen. Jedes der Filtermedien 208 ist zwischen einem Paar der Segmentierungsoberflächen 206 an beiden Seiten des jeweiligen Filtermediums 208 durch eine Reihe von im Stand der Technik bekannten Techniken gekoppelt, zum Beispiel unter Verwendung eines Klebstoffs. Die Vielzahl von Filtermedien 208 ist an dem Luftfilterungselement 116 auf solche Weise angebracht, dass jedes der Filtermedien 208 individuell daraus ausgetauscht werden kann. Ferner kann jedes der Filtermedien 208 als ein kanaliertes Filtermedienpaket ausgebildet sein, das im Stand der Technik bekannt ist. Das kanalierte Filtermedienpaket kann eine Anzahl von Kanälen 216 oder geriffelte Platten umfassen, die innerhalb jedes Filtermediums 208 angeordnet sind, so dass die Kanäle 216 in einer radialen Anordnung in Bezug auf die Mittelachse A-A’ angeordnet sind.
  • Unter Bezugnahme auf 3 und 7 ist eine Trägerplatte 701 an der ersten und zweiten Endfläche 303, 304 des Luftfilterungselements 116 angebracht. In einer weiteren Ausführungsform kann die Trägerplatte 701 an der ersten Endfläche 303 oder der zweiten Endfläche 304 angebracht sein. Die Trägerplatte 701 kann eine flache, ebene Konfiguration mit einer achteckigen Gestalt aufweisen. Alternativ können Gestalt und Dimensionen der Trägerplatte 701 variieren, um mit dem Querschnitt des Luftfilterungselements 116 übereinzustimmen.
  • Die Komponenten des Luftfilterungselements, wie etwa das Zentralrohr 202, 402, 502, die Segmentierungsoberflächen 206 und die Trägerplatte 701, können aus einem Metall oder Polymer hergestellt sein. Der gewöhnliche Fachmann wird erkennen, dass die hierin beschriebene Konstruktion des Luftfilterungselements 116 rein beispielhaft ist und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht beschränkt.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft das Luftfilterungselement 116, das eine verbesserte Lebensdauer aufweisen kann. Indem ein Austausch verschiedener Abschnitte der einzelnen Filtermedien 208 ermöglicht wird, kann die Gesamtlebensdauer des Luftfilterungselements 116 verlängert werden. In einem Beispiel kann die Lebensdauer des Luftfilterungselements 116 verdoppelt werden. Weiter kann das Luftfilterungselement 116 einfach in bestehende Motorsystemkonstruktionen eingebaut werden.
  • Ein Verfahren 900 zum Zusammenbau des Luftfilterungselements 116 wird nun im Detail beschrieben. Bei Schritt 902 wird das Zentralrohr 202, 402, 502 des Luftfilterungselements 116 bereitgestellt. Die Rippen 312 des Zentralrohrs 202, 402, 502 werden in einer zueinander beabstandeten Anordnung angeordnet, wie oben beschrieben.
  • Bei Schritt 904 wird die Vielzahl von Segmentierungsoberflächen 206 an dem Zentralrohr 202, 402, 502 angebracht. Bei Schritt 906 werden die Filtermedien 208 entfernbar zwischen den Segmentierungsoberflächen 206 angebracht. Der Luftstrom, der darin suspendiert partikelförmige Verunreinigungen enthält, kann auf die breite Endfläche 212 des Filtermediums 208 treffen. In einer Ausführungsform können die Kanäle 216, die innerhalb der Filtermedien 208 vorliegen, an gegenüberliegenden Enden abgedichtet sein, was den Luftstrom veranlasst, durch das Filtermedium 208 zu strömen, was dazu führt, dass die partikelförmigen Verunreinigungen aus dem Luftstrom ausgefiltert werden. Der gefilterte Luftstrom kann nur minimale oder gar keine partikelförmigen Verunreinigungen umfassen. Der gefilterte Luftstrom kann durch ein offenes Ende der Kanäle 216, die an der schmalen Endfläche 210 des Filtermediums 208 positioniert sind, austreten und in den inneren Durchgang 204 des Zentralrohrs 202 eintreten. Ferner kann der gefilterte Luftstrom in den Kompressor 108 strömen, der stromabwärts des Luftfilterungselements 116 vorhanden ist.
  • Wo immer dies erforderlich ist, können ein oder mehrere beliebige der Filtermedien 208 entfernt und durch neue Filtermedien ersetzt werden, je nach Verwendung und Verschleiß des Luftfilterungselements 116. Das Entfernen einzelner Segmente des Filtermediums 208 kann eine einfache Wartung des Luftfilterungselements 116 erlauben und die Lebensdauer desselben verbessern.
  • Während Aspekte der vorliegenden Offenbarung insbesondere unter Bezugnahme auf die obigen Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, wird dem Fachmann klar sein, dass verschiedene zusätzliche Ausführungsformen durch Abwandlung der offenbarten Maschinen, Systeme und Verfahren in Betracht gezogen werden, ohne vom Geist und Umfang des Offenbarten abzuweichen. Solche Ausführungsformen sollen ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, auf der Grundlage der Ansprüche und jeglicher Äquivalente davon.

Claims (18)

  1. Segmentiertes Luftfilterungselement, das Folgendes umfasst: ein Zentralrohr, das eine Mittelachse und einen inneren Durchgang darin definiert, wobei das Zentralrohr eine Vielzahl von Rippen umfasst, die sich entlang der Mittelachse und voneinander beabstandet erstrecken; und eine Vielzahl von Segmentierungsoberflächen, die an dem Zentralrohr in einer in Bezug auf die Mittelachse radialen Anordnung angebracht sind, wobei die Vielzahl von Segmentierungsoberflächen dazu ausgestaltet ist, eine Vielzahl von Filtermedien dazwischen aufzunehmen, so dass jedes der Vielzahl von Filtermedien selektiv daraus austauschbar ist.
  2. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 1, wobei eine Anzahl der Vielzahl von Rippen acht beträgt.
  3. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von Rippen einen rampenförmigen Kanal umfasst, der daran an einer nach außen weisenden Oberfläche der jeweiligen Rippe vorgesehen ist.
  4. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 1, wobei das Zentralrohr zumindest ein offenes Ende aufweist, das mit dem inneren Durchgang in Kommunikation steht.
  5. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine Trägerplatte, die an zumindest einem Ende des Zentralrohrs angebracht ist.
  6. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend ein zylindrisches Element, das gleitend in dem Zentralrohr aufgenommen ist.
  7. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von Segmentierungsoberflächen eine ebene Konfiguration aufweist.
  8. Segmentiertes Luftfilterungselement, das Folgendes umfasst: eine Zentralrohr, das eine Mittelachse und einen inneren Durchgang darin definiert, wobei das Zentralrohr umfasst: eine erste Endfläche; eine zweite Endfläche; und eine Vielzahl von Rippen, die sich entlang der Mittelachse und voneinander beabstandet erstrecken, wobei die Vielzahl von Rippen zwischen der ersten Endfläche und der zweite Endfläche verbunden ist, wobei jede der Vielzahl von Rippen einen rampenförmigen Kanal umfasst, der daran an einer nach außen weisenden Oberfläche der jeweiligen Rippe vorgesehen ist; eine Vielzahl von Segmentierungsoberflächen, die an dem Zentralrohr in einer in Bezug auf die Mittelachse radialen Anordnung angebracht sind, wobei jede der Vielzahl von Segmentierungsoberflächen einen Rand aufweist, der innerhalb des rampenförmigen Kanals der jeweiligen Rippe in Eingriff steht; und eine Vielzahl von Filtermedien, die zwischen jeder der Vielzahl von Segmentierungsoberflächen in einer in Bezug auf die Mittelachse radial gestapelten Anordnung angebracht sind, wobei jedes der Vielzahl von Filtermedien selektiv daraus austauschbar ist, wobei jedes der Vielzahl von Filtermedien eine schmale Endfläche, die mit dem inneren Durchgang kommuniziert, und eine breite obere Oberfläche aufweist,
  9. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend einen Flansch, der axial von einer nach außen weisenden Oberfläche zumindest jeweils der ersten Endfläche und/oder der zweiten Endfläche wegragt.
  10. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 8, wobei jede der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche eine ringartige Konfiguration aufweist, die eine Öffnung definiert, die mit dem inneren Durchgang in Kommunikation steht.
  11. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 10, des Weiteren umfassend ein zylindrisches Element, das gleitend in dem inneren Durchgang aufgenommen ist, wobei das zylindrische Element dazu ausgestaltet ist, jeweils die Öffnung der ersten Endfläche und/oder der der zweiten Endfläche zu verschließen.
  12. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 8, wobei die schmale Endfläche eine bogenförmige Konfiguration aufweist, und die breite Endfläche eine flache Konfiguration aufweist.
  13. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 8, wobei das segmentierte Luftfilterungselement einen achteckigen Querschnitt aufweist.
  14. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 8, wobei jede der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche eine geschlossene Konfiguration aufweist.
  15. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend eine Trägerplatte, die an zumindest der ersten Endfläche und/oder der zweiten Endfläche angebracht ist.
  16. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 8, wobei jede der Vielzahl von Segmentierungsoberflächen eine ebene Konfiguration aufweist.
  17. Segmentiertes Luftfilterungselement nach Anspruch 8, wobei jeder der Vielzahl von Filtermedien ein kanaliertes Filtermedienpaket ist.
  18. Verfahren zum Zusammenbau eines segmentierten Luftfilterungselements, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Zentralrohrs, das eine Mittelachse und einen inneren Durchgang darin definiert, wobei das Zentralrohr eine Vielzahl von Rippen umfasst, die sich entlang der Mittelachse und voneinander beabstandet erstrecken; Befestigen einer Vielzahl von Segmentierungsoberflächen an dem Zentralrohr in einer in Bezug auf die Mittelachse radialen Anordnung; und Befestigen, auf entfernbare Weise, einer Vielzahl von Filtermedien zwischen der Vielzahl von Segmentierungsoberflächen und in Kommunikation mit dem inneren Durchgang.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP1541387S (de) * 2015-05-21 2016-01-12
JP1541388S (de) * 2015-05-21 2016-01-12
US20190060788A1 (en) * 2017-08-25 2019-02-28 Filtration Technology Corporation Wedge shaped filters, assembly and method for filtration and coalescing
CN109045858A (zh) * 2018-09-19 2018-12-21 天津远达滤清器股份有限公司 一种新型可更换滤芯的汽车滤清器
US10981335B2 (en) * 2019-02-06 2021-04-20 Caterpillar Inc. Filtration media packs produced using additive manufacturing
CN113236453A (zh) * 2021-06-25 2021-08-10 江西昌河汽车有限责任公司 一种汽车燃油系统进气管灰滤装置
CN113351407B (zh) * 2021-06-30 2022-07-15 汶沛 一种干式漆雾过滤收集及危废记录装置
CN116673609B (zh) * 2023-05-31 2024-04-02 星科激光科技(江苏)有限公司 一种快速的光纤激光切割机排烟设备

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2771153A (en) * 1955-04-20 1956-11-20 Allied Chem & Dye Corp Filter apparatus
US3369668A (en) * 1965-04-09 1968-02-20 Mero & Company Inc Filter medium
US3385573A (en) * 1965-05-14 1968-05-28 Worthing Corp Rotary matrix, gas conditioning device
US3485376A (en) * 1967-06-19 1969-12-23 Peterson Filters & Eng Co Disc filter sector assembly and separable components thereof
US3643803A (en) * 1970-01-19 1972-02-22 Gladys M Glos Section for disc filter apparatus
US3800510A (en) * 1972-05-09 1974-04-02 Celanese Corp Separating assembly
US3948779A (en) * 1972-12-29 1976-04-06 Jackson Clifford E Disc filter
US4243535A (en) 1976-12-27 1981-01-06 Caterpillar Tractor Co. Filter assembly with telescopic elements
US4139472A (en) * 1977-06-20 1979-02-13 Simonson Gordon L Filter sector
US4162982A (en) * 1977-09-06 1979-07-31 American Scanmec, Inc. Vacuum filter segment with replaceable sector plates
US4330405A (en) * 1980-09-29 1982-05-18 Davis Kent L Vacuum disc filter
US4343631A (en) * 1981-01-30 1982-08-10 Westinghouse Electric Corp. Hot gas particulate removal
US4481021A (en) * 1983-01-20 1984-11-06 United Air Filter Company Rotary drum air filter
AU565494B2 (en) * 1983-10-18 1987-09-17 Nippondenso Co. Ltd. Filter element
DE8502177U1 (de) * 1985-01-28 1985-08-08 Kemmelmeyer, Werner H., 8201 Rohrdorf Filtervorrichtung in Segmentbauweise
DE3728825A1 (de) * 1986-08-28 1988-03-03 Fuji Photo Film Co Ltd Filterpatrone
US5250094A (en) * 1992-03-16 1993-10-05 Donaldson Company, Inc. Ceramic filter construction and method
DE9409704U1 (de) * 1994-06-16 1994-10-27 Schumann Klaus Sternförmige Filterelemente und deren sternförmige Stützkörper
US5647982A (en) * 1995-05-10 1997-07-15 Haythornthwaite; James (Jimmy) Vacuum filter element
DE19527237A1 (de) * 1995-07-26 1997-01-30 Lurgi Lentjes Babcock Energie Vorrichtung zum Reinigen von staubbeladenem Gas
US5531892A (en) * 1995-09-15 1996-07-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Zigzag filter media and frame having triangular pleat stabilizing elements
DE69835963T2 (de) * 1997-12-12 2007-03-01 Hydrotech Veolia Water Systems Ab Drehscheibenfilter
US6099609A (en) * 1998-07-30 2000-08-08 3M Innovative Properties Company Moving sorbent filter device
US5958096A (en) * 1998-10-30 1999-09-28 Yee; Clinton C. Air filter for vehicle
US6510948B1 (en) 2000-07-14 2003-01-28 Vacco Industries, Inc. Multiple radial arm etched disc filter element
JP4091539B2 (ja) * 2001-06-18 2008-05-28 エッチジェイエス ファールツォイクテヒニーク ゲーエムベーハーウントコー 燃焼機関の排気ガス用の微粒子フィルタ
AUPR609101A0 (en) * 2001-07-03 2001-07-26 Filter Technology Australia Pty Limited A filter cartridge
DE10254928A1 (de) * 2002-05-08 2003-12-04 Werner Kemmelmeyer Filtervorrichtung
US6761821B2 (en) * 2002-09-23 2004-07-13 Weatherford/Lamb, Inc. Clamping-hook ring
US7108139B2 (en) * 2003-03-06 2006-09-19 Purolator Filters Na Llc Plastic extruded center tube profile and method of manufacture
US7967886B2 (en) 2004-06-08 2011-06-28 Donaldson Company, Inc. Z-filter media pack arrangement; and, methods
US7520913B2 (en) 2005-02-04 2009-04-21 Donaldson Company, Inc. Non-cylindrical filter elements, and methods
US7866600B2 (en) 2005-04-13 2011-01-11 Sikorsky Aircraft Corporation Integrated engine air particle filter assembly
DE102005050273A1 (de) 2005-10-20 2007-04-26 Robert Bosch Gmbh Partikelfilter und Verfahren zu seiner Herstellung
US20070157808A1 (en) * 2006-01-06 2007-07-12 Wagner Brian K Filter with enhanced media area utilization
US7959701B2 (en) 2006-01-23 2011-06-14 Baldwin Filters, Inc. Filter and method
CN105381650B (zh) 2007-06-26 2018-05-29 唐纳森公司 过滤介质包,过滤元件和方法
US8801929B2 (en) * 2007-07-18 2014-08-12 Evoqua Water Technologies Llc Trash tolerant filter support for a disc filter
US8118175B2 (en) * 2007-07-18 2012-02-21 Siemens Industry, Inc. Venting device for a disc filter
US8220640B2 (en) * 2007-07-23 2012-07-17 Cummins Filtration Ip, Inc. Stack-disk filter cartridge
US20090057221A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-05 Filter Resources, Inc. Pleated Woven Wire Filter
SE533036C2 (sv) * 2008-02-22 2010-06-15 Nordic Water Prod Ab Filterelement för skivfilter
JP2011515206A (ja) * 2008-03-06 2011-05-19 アミアド フィルトレイション システムズ リミテッド 高粘性流体濾過システム
US7972402B2 (en) 2008-07-17 2011-07-05 Mann + Hummel Gmbh Reinforced filter element
SE533771C2 (sv) * 2009-05-06 2010-12-28 Hydrotech Veolia Water Systems Ab Modul för uppbyggnad av skivfilter
US9221003B2 (en) * 2009-09-21 2015-12-29 Klaus Schumann Filter
WO2011091432A1 (en) 2010-01-25 2011-07-28 Donaldson Company, Inc. Pleated filtration media having tapered flutes
US8591622B2 (en) * 2010-10-29 2013-11-26 Corning Incorporated Filter apparatus with porous ceramic plates
EP2732863A1 (de) 2012-11-15 2014-05-21 Pall Corporation Filterelement

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Publication number Publication date
US9551306B2 (en) 2017-01-24
CN106559988A (zh) 2017-04-05
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US20160010601A1 (en) 2016-01-14

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