DE112019005170T5

DE112019005170T5 - Gefaltete Kanalstromfilter und/oder Walzprofilierverfahren

Info

Publication number: DE112019005170T5
Application number: DE112019005170.9T
Authority: DE
Inventors: Daniel Copley; Brian Ehrenberg; Jason L. Tate
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2021-07-29
Also published as: WO2020081324A1; US20210229021A1

Abstract

Ein Walzprofilierverfahren kann zum Vorsehen eines gefalteten Filtermedienpacks und von Filterpatronen mit ausgebildeten Kanälen benutzt werden. Das Pack enthält einen Streifen eines Filtermediums, der über gegenüberliegende Kanten und gegenüberliegende Vorder- und Rückseiten verläuft. Der Streifen ist Faltspitzen mit Abstandhalterstruktur, wie etwa einstückig ausgebildete Prägungen, die eine Beabstandung zwischen Faltplatten aufrechterhalten. Die Einlass- und Auslassstromseitenflächen werden durch die Kanten des Filtermediums statt durch die Faltspitzen erzeugt. Abwechselnde Paare von Faltplatten werden geschlossen, wie etwa durch Dichtungsmittelraupen an den Einlass- und Auslassstromseitenflächen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Motorlufteinlassfilter und Filtermedienpacks, und betrifft insbesondere Kanalisierungs- und Abdichtungsverfahren zum Bereitstellen von einem Durchgang für einen Luftstrom, der senkrecht zu den Seiten der Faltenmedienbaugruppe eintritt und austritt.
STAND DER TECHNIK
Bekannte Filterpatronen mit gewellten oder geriffelten Medienpacks beinhalten US-Patent 8,277,532; 4,410,427; und 9,724,635 . Diese Filtermedienpacks erfordern individuelle geschnittene Streifen, die dann aufeinander gestapelt und abgelegt und mit Klebstoffraupenstreifen abgedichtet werden. Andere bekannte Filterpacks sind herkömmliche Faltfiltermedienpacks, wie etwa Plattenfilter, wie in US 6,824,581 unter dem Titel „Pleated filter media with embossed spacers and cross flow“ beschrieben. Beispielsweise zeigt die US-Veröffentlichung Nr. 2017/0014743 unter dem Titel „Multi-component Holding Assembly For Multi-Panel Air Filter“ ein Konzept unter Benutzung von zwei Faltfilterpacks in einem gemeinsamen Halterahmen, wobei die gefalteten Packs in einer V-Formation zueinander hin geneigt sind.
Zum Vorsehen eines Motorluftfilters, der sowohl eine hohe Staubladekapazität als auch einen niedrigen Strömungswiderstand aufweist, ist es wünschenswert, einen großen Oberflächenbereich von Filtermaterial innerhalb einer kleinen Verpackungshülle, oder „Platzbeanspruchung“, aufzunehmen. In der Automobilindustrie sind gefaltete Papierfilterpacks das gebräuchlichste Verfahren zum Erreichen dieses Ziels und werden entweder in flachen Platten- oder zylindrischen Elementkonfigurationen hergestellt, wobei beide Lösungen einen Lufteintritt senkrecht zum Scheitel jeder Falte aufweisen (beispielsweise wie etwa im oben angegebenen '581-Patent und in der oben angegebenen '743-Veröffenlichung gezeigt). Es ist bekannt, dass diese Lösungen mehrere Probleme aufweisen. Die Beschaffenheit einer „V“-förmigen Falte ist derart, dass sie sich zu ihrer Wurzel hin verjüngt. Jegliche Krümmung in den Wänden der Falte, die während Hochgeschwindigkeitsherstellung erzeugt wird, blendet die Benutzung eines Abschnitts des Filtermaterials aus und macht es weniger wirksam zur Filtrierung. Gleicherweise bewirkt Bündeln oder ungleichmäßige Beabstandung von Falten dasselbe Problem innerhalb überkomprimierter Bereiche des Filters oder der unzureichenden Nutzung von verfügbarem Verpackungsraum im Falle von Verdünnung. Die Tiefe von Falten, die effektiv hergestellt werden kann, ist daher begrenzt (bis zu ungefähr 100 mm), und der erzielbare Oberflächenbereich von Filtermedien innerhalb eines gegebenen Luftdurchgangsquerschnittsbereichs folglich eingeschränkt.
Verfahren, die Prägung von Filtermedien einsetzen, wurden zum Abmildern dieses Problems entwickelt und sind im oben angegebenen '581-Patent, US2007/0251634 und anderen beschrieben. Die Hinzufügung von sekundären Abstandshaltermaterialien, wie etwa Klebstoffen, wird ebenfalls zur besseren Steuerung von Faltengeometrie benutzt.
Es wurden zahlreiche Versuche unternommen, die obigen Techniken zu verbessern, darunter eine allgemein bekannte Lösung, die als Riffeln bekannt ist, beispielsweise durch das US-Patent Nr. 41410,427 von Wydeven offenbart. Dieser Prozess nutzt ein dicht geriffeltes Medium, das eine sekundäre Trägerbahn daran anhaftend aufweist. Durch Schließen von gegenüberliegenden Enden von aufeinanderfolgenden Schichten dieser Verbundkonstruktion wird eine Reihe von Riffelungen ausgebildet, an denen verschmutzte Luft herunterwandern muss. Da das Ende jeder Einlassriffelung geschlossen ist, muss Luft durch das Filtermaterial in eine benachbarte Riffelung mit offenem Ende strömen, um axial aus dem Filterelement auszutreten. Dies löst das oben genannte Problem des Verblendens im Wesentlichen durch Erzeugen eines physikalisch gut eingeschränkten Filters mit präziser Geometrie und konsistenter Leistung. Während der effektive Oberflächenbereich von Material innerhalb eines gegebenen Verpackungsvolumens verbessert ist, verbleiben mehrere unerwünschte Probleme. Beispielsweise erfordert dieses Medium aufeinanderfolgendes Schneiden des Medium in kurze Streifen, die dann ausgerichtet und gestapelt werden müssen, was zeitaufwändig ist und zusätzliche Schritte erfordert.
Das wirtschaftlichste Konstruktionsverfahren für derartige herkömmliche geriffelte Medienpacks ist auf zylindrische oder ovale Formen beschränkt, die auf einen Drehdorn aus der Verbundanordnung der gewellten und flachen Trägerbahn gewickelt werden können, wie in US-Patent Nr. 7,318,851 unter dem Titel „Filter element“ gezeigt. Jedoch benutzen selbst diese herkömmlicherweise zwei separate geschnittene Bahnen und erfordern dann zusätzlich Aufwickeln. Rechteckige oder rautenförmige Verpackungsformen sind kompliziert herzustellen und werden durch Schneiden von zahlreichen individuellen Längen des geriffelten Medienverbunds und Kleben derselben aneinander konstruiert, wie in den '532-, '427- und '635-Patenten wie vorher verwiesen gezeigt. Die Seiten dieser Konstruktion müssen anschließend völlig abgedichtet werden, um Umleitung von verschmutzter Luft zu verhindern, was in einem langsamen und kostspieligen Montageprozess resultiert.
Zudem wirft Filtern von Luft durch kleine Röhren mit geschlossenen Enden andere Probleme auf, insbesondere dass der Eintritt zu diesen Riffelungen leicht mit Schmutzstoff überbrückt werden kann, wodurch der Luftstrom blockiert und Filtration dieser Röhren verhindert wird. Es gibt außerdem keinen Weg zum Austreten für Wassertröpfchen, die in diese kleinen Durchgänge eintreten. Unter nassen Wetterbedingungen können sich die Röhren mit Wasser füllen, und strukturelle Unversehrtheit des Filters kann verlorengehen.
Abschließend ist ein anderes Konzept, das im Fachgebiet vorgelegt wurde, einen Filter zu falten, jedoch gegenüberliegende Enden abzudichten, wie im US-Patent Nr. 6,375,700 gezeigt. Dieses Konzept blendet jedoch Probleme aus, und zum Erzielen von umfangreichen Packs werden mehrfache verschiedene geschnittene Faltmedienplattenglieder zum Erzeugen eines brauchbaren Filtermedienpacks aufeinander gestapelt, was zusätzliches Abdichten zwischen benachbarten Faltmedienplattengliedern erfordert, besonders wenn die Gehäusedichtung nicht diagonal auf dem Pack angeordnet ist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform wird, unähnlich herkömmlichen Faltfiltern, ein Faltfiltermedienpack in einem Filtermedienpack eingesetzt, das in einer Filterpatrone benutzt werden kann, wobei jedoch die Einlass- und Auslassseitenflächen durch gegenüberliegende Kanten des Filterpacks statt nur die Filterspitzen vorgesehen sein können, wie es bei einem herkömmlichen Faltplattenfilter der Fall wäre. Ferner können andere vorteilhafte Konfigurationen und/oder Strukturen, wie etwa Abstandshalter (beispielsweise vorzugsweise Prägungen) eingesetzt werden, um eine arbeitsfähige Filtermedienpackkonfiguration zu ermöglichen. Vorzugsweise kann Hochgeschwindigkeitswalzprofilierfalten zum Bauen eines geprägten Filtermedienpacks mit Kanten-/Endstrom eingesetzt werden. Hochgeschwindigkeitswalzprofilierfalten kann erhebliche Verarbeitungsvorteile bieten, während es eine vorteilhafte Filtermedienpackkonfiguration vorsieht.
Gemäß einem erfinderischen Aspekt umfasst ein Filtermedienpack einen Streifen eines Filtermediums, der zwischen einer ersten Kante und einer zweiten Kante verläuft, die eine erste Seite und zweite Seite aufweist. Der Streifen ist zum Bereitstellen einer ersten Vielzahl von Faltspitzen und einer zweiten Vielzahl von Faltspitzen gefaltet, wobei Faltplatten zwischen Faltspitzen verlaufen. Eine Abstandhalterstruktur erhält eine Beabstandung zwischen Faltplatten aufrecht. Eine Einlassstromseitenfläche ist durch die erste Kante gebildet, und eine Auslassstromseitenfläche ist durch die zweite Kante gebildet, wobei die Faltspitzen quer zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verlaufen, und wobei abwechselnde erste Paare von Faltplatten nahe der Einlassstromseitenfläche geschlossen sind und zweite Paare von Faltplatten nahe der Auslassstromseitenfläche geschlossen sind.
Während andere Alternativen möglich sind, umfasst die Abstandhalterstruktur vorzugsweise eine Vielzahl von Prägungen, die einstückig im Streifen des Filtermediums ausgebildet sind und zum Aufrechterhalten einer Beabstandung von Faltplatten angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Prägungen zum Erzeugen einer Faltbeabstandung von zumindest zwei Millimetern angeordnet. Jede der Faltplatten kann Prägungen enthalten. Alternativ enthalten die Faltplatten abwechselnd flache prägungsfreie Faltplatten und geprägte Faltplatten mit den Prägungen, wobei die geprägten Faltplatten die flachen Faltplatten kontaktieren können. Während flache Regionen zwischen Prägungen gewisse Vorteile bieten können, können alternativ und optional Prägungen auf den geprägten Platten fortlaufend sein, ohne flache Regionen dazwischen.
Vorzugsweise umfassen die Prägungen eine Vielzahl von Riffelungen, die in den Filtermedien ausgebildet sind, wobei die Riffelungen zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche entweder fortlaufend oder unterbrochen verlaufen. Vorzugsweise sind die Riffelungen parallel an den Faltspitzen ausgerichtet.
Wenn Riffelungen eingesetzt werden, können die Riffelungen eine Tiefe von zumindest 2 Millimetern aufweisen, wobei benachbarte Glieder von Faltplatten zwischen 2 und 8 Millimeter beabstandet sind, und flache Regionen der Filtermedien können zwischen benachbarten Gliedern von Faltplatten angeordnet sein, wobei die flachen Regionen über eine Breite verlaufen, die zumindest das Zweifache einer Spannweite der Prägungen beträgt.
Wenn Prägungen benutzt werden, können die Prägungen männliche und weibliche Prägungen, die in der Filtermedienbahn ausgebildet sind, enthalten, wobei die männlichen Prägungen entlang der ersten Seite nach außen vorstehen und die weiblichen Prägungen entlang der zweiten Seite nach außen vorstehen.
In einer Ausführungsform sind flache Regionen des Filtermediums zwischen benachbarten Prägungen ausgebildet, wobei die Prägungen einer ersten Faltplatte flache Regionen entlang einer zweiten Faltplatte kontaktieren.
In einer anderen Ausführungsform kontaktieren Prägungen, die entlang erster Faltplatten ausgebildet sind, Prägungen, die entlang zweiter Faltplatten ausgebildet sind, wobei Beabstandung zwischen Faltplatten größer als eine Tiefe der Prägungen als eine Kombination der Prägungen entlang sowohl der ersten Faltplatten als auch der zweiten Faltplatten ist.
Vorzugsweise kann jede Faltspitze durch zumindest zwei Falze ausgebildet sein, wobei die Falze zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verlaufen, um eine Faltspitze mit einer Breite vorzusehen, die vorzugsweise zumindest 2 Millimeter zum Beabstanden von benachbarten Gliedern von Faltplatten beträgt.
Vorzugsweise ist das Filtermedienpack mit einer ersten Dichtungsmittelraupe, die auf der ersten Seite nahe der ersten Kante zum abdichtenden Schließen der ersten Paare von Faltplatten nahe der Einlassseitenfläche aufgebracht ist, und einer zweiten Dichtungsmittelraupe konfiguriert, die auf der zweiten Seite nahe der zweiten Kante zum abdichtenden Schließen der zweiten Paare von Faltplatten nahe der Auslassseitenfläche aufgebracht ist.
Vorzugsweise ist das Filtermedienpack mit dem gefalteten Streifen gebaut, der eine Faltentiefe umfasst, die im typischsten Fall zumindest 4 Inch beträgt (und die in anderen Ausführungsformen 6 Inch oder mehr betragen kann), wobei jedoch in manchen Ausführungsformen geringere Faltenhöhen benutzt sein können, bis zu aber nicht beschränkt auf 2 Inch Faltentiefe.
Vorzugsweise ist das Filtermedienpack mit dem Streifen gebaut, der eine zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante verlaufenden Breite von zwischen 6 Inch und 20 Inch aufweist, um eine zusammenpassende Filtermedienpacktiefe vorzusehen, die zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verläuft.
Vorzugsweise ist das Filtermedienpack mit dem Streifen gebaut, wobei das Filtermedium ein erstes geschnittenes Seitenende und ein zweites geschnittenes Seitenende aufweist, und umfasst ferner eine erste Enddichtung entlang einer ersten Seite des Filtermedienpacks, die zwischen benachbarten Faltplatten am ersten geschnittenen Seitenende abdichtet, und eine zweite Enddichtung entlang einer zweiten Seite des Filtermedienpacks, die zwischen benachbarten Faltplatten am zweiten geschnittenen Seitenende abdichtet.
Während einstückige Prägungen bevorzugt sind, kann eine derartige Abstandhalterstruktur außerdem (zusätzlich oder alternativ zu Prägungen) zumindest eines von folgendem umfassen: a) eine Klebstoffabstandhalterraupe, die auf dem Filtermedium abgelagert ist, und 2) einen strukturellen Einsatz separat zum Streifen von Filtermedien, der zwischen benachbarten Gliedern von Faltplatten eingesetzt ist.
Vorzugsweise beabstandet die Abstandhalterstruktur benachbarte Glieder von Faltplatten an einer zentralen Stelle zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante von zumindest 2 Millimetern.
Gemäß einem erfinderischen Aspekt ist ein Verfahren zum Ausbilden des Filtermedienpacks vorgesehen (wie etwa u.a. einem derartigen Filtermedienpack, wie es oben in jeglichen der Abschnitte hierin mit oder ohne die angegebenen optionalen/bevorzugten Merkmale beschrieben ist), wobei das Verfahren umfasst: Walzprofilieren des Streifens des Filtermediums zum Enthalten einer Vielzahl von Faltfalzen und einer Vielzahl von Prägungen zum Vorsehen der Abstandhalterstrukturen; Falten des Filtermediums durch Falzen der Filtermedien an der Vielzahl von Faltfalzen zum Ausbilden der Faltplatten; und Abdichten zwischen den ersten Paaren von Faltplatten nahe der Einlassstromseitenfläche und zwischen den zweiten Paaren von Faltplatten nahe der Auslassstromseitenfläche.
Vorzugsweise kann das Verfahren das Walzprofilieren unter Benutzung von zwei zusammenwirkenden Walzen ausführen, die zum Pressen des Filtermediums dazwischen mit zumindest einer Kerbstange und einer Vielzahl von Prägestangen an zumindest einer der zusammenwirkenden Walzen zusammen drehen, um die entsprechenden Falze und die Prägungen in einem einstufigen Vorgang in dem Filtermedium auszubilden. Die zumindest eine Kerbstange und die Vielzahl von Prägestangen verlaufen axial bezüglich der Drehmittelachsen der zwei zusammenwirkenden Walzen. Vorzugsweise enthält jede der zwei zusammenwirkenden Walzen Prägestangen.
Vorzugsweise kann das Verfahren das Abdichten durch Aufbringen einer Klebstoffraupe an der ersten und zweiten Seite in einer horizontalen Richtung, während der Streifen des Filtermediums in einer vertikalen Richtung vorgerückt wird, ausführen, wobei das Aufbringen vor dem Falten, das die Faltplatten ausbildet, ausgeführt wird.
Das Verfahren kann außerdem Schneiden des Streifens des Filtermediums zum Erzeugen eines ersten geschnittenen Seitenendes und eines zweiten geschnittenen Seitenendes und Abdichten von Seiten des Filtermedienpacks entlang der ersten geschnittenen Seite und der zweiten geschnittenen Seite zwischen ersten und zweiten gegenüberliegenden Seiten, die zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verlaufen, enthalten.
Gemäß einem anderen erfinderischen Aspekt kann eine Filterpatronenanordnung aus dem Filtermedienpack (wie etwa u.a. einem derartigen Filtermedienpack, wie es oben in jeglichen der Abschnitte hierin mit oder ohne die angegebenen optionalen/bevorzugten Merkmale beschrieben ist) erzeugt sein, in der ferner ein Einlassgrenzrahmen um die Einlassseitenfläche des Filtermedienpacks und/oder ein Auslassgrenzrahmen um die Auslassseitenfläche des Filtermedienpacks vorgesehen ist.
Gemäß einem anderen erfinderischen Aspekt kann eine Filterpatronenanordnung aus dem Filtermedienpack (wie etwa u.a. einem derartigen Filtermedienpack, wie es oben in jeglichen der Abschnitte hierin mit oder ohne die angegebenen optionalen/bevorzugten Merkmale beschrieben ist) erzeugt sein, in der ferner eine Gehäusedichtung an einem Umfang des Filtermedienpacks und um das Pack verlaufend vorgesehen ist, um ungefilterten Fluidstrom zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche zu verhindern.
Vorzugsweise kann in einer Filterpatronenanordnung der Streifen des Filtermediums ein erstes geschnittenes Seitenende und ein zweites geschnittenes Seitenende aufweisen, wobei eine erste Enddichtung entlang einer ersten Seite des Filtermedienpacks zwischen benachbarten Faltplatten am ersten geschnittenen Seitenende abdichtet und eine zweite Enddichtung entlang einer zweiten Seite des Filtermedienpacks zwischen benachbarten Faltplatten am zweiten geschnittenen Seitenende abdichtet.
Gemäß einem anderen erfinderischen Aspekt umfasst eine Filterpatronenanordnung: ein Filtermedienpack, das einen einzelnen Streifen von Medien in der Form einer geriffelten Bahn umfasst, wobei gegenüberliegende Enden der geriffelten Bahn in abwechselnder Abfolge durch Haftung befestigt sind, um abwechselnde Einlass- und Auslassstromkanäle zu definieren, die an einem Ende offen und am anderen geschlossen sind und zwischen ersten und zweiten, gegenüberliegenden Stromflächen verlaufen.
Für die Filterpatrone und/oder für das Filtermedienpack umfasst die geriffelte Bahn vorzugsweise eine Vielzahl von Prägungen, die im einzelnen Streifen ausgebildet sind und zum Aufrechterhalten einer Beabstandung von Faltplatten konfiguriert sind, und wobei die Prägungen eine Tiefe von zumindest 1 Millimeter aufweisen, und wobei die Prägungen eine Vielzahl von Riffelungen umfassen, die in dem Filtermedium ausgebildet sind, wobei die Riffelungen zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche entweder fortlaufend oder unterbrochen verlaufen, um die geriffelte Bahn auszubilden.
Für die Filterpatrone und/oder für das Filtermedienpack weisen die Riffelungen vorzugsweise eine Tiefe von zumindest 1 Millimeter auf, und wobei die einzelne Bahn mit Faltplatten gefaltet ist, wobei benachbarte Glieder von Faltplatten zwischen 2 und 8 Millimetern beabstandet sind, und wobei flache Regionen des Filtermediums zwischen benachbarten Gliedern von Faltplatten angeordnet sind, wobei die flachen Regionen über eine Breite verlaufen, die zumindest das Zweifache einer Spannweite der Prägungen beträgt.
Für die Filterpatrone und/oder für das Filtermedienpack ist der einzelne Streifen vorzugsweise zum Vorsehen einer ersten Vielzahl von Faltspitzen und einer Vielzahl von zweiten Faltspitzen gefaltet, wobei Faltplatten zwischen Faltspitzen verlaufen, wobei die Kanäle zwischen benachbarten Faltplatten definiert sind.
Für die Filterpatrone und/oder für das Filtermedienpack definiert vorzugsweise zumindest eine der Faltplatten Riffelungen zum Vorsehen der geriffelten Bahn, wobei die Riffelungen parallel an den Faltspitzen ausgerichtet sind.
Für die Filterpatrone und/oder für das Filtermedienpack ist vorzugsweise jede Faltspitze durch zumindest zwei Falze ausgebildet, wobei die Falze zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche zum Vorsehen einer Faltspitze mit einer Breite von zumindest 2 Millimetern verlaufen, um benachbarte Glieder von Faltplatten zu beabstanden.
Für die Filterpatrone und/oder für das Filtermedienpack ist vorzugsweise eine erste Dichtungsmittelraupe und eine zweite Dichtungsmittelraupe auf die gegenüberliegenden Enden der geriffelten Bahn aufgebracht, um die geriffelte Bahn durch Haftung an sich selbst zu befestigen.
Für die Filterpatrone und/oder für das Filtermedienpack ist der einzelne Streifen vorzugsweise mit Falten gefaltet, die eine Faltentiefe aufweisen, die größer als 4 Inch ist (obgleich die Faltentiefe in manchen Ausführungsformen zumindest 2 Inch betragen kann), und wobei der einzelne Streifen über eine Spanne über erste und zweite, gegenüberliegende Stromflächen zwischen 6 Inch und 20 Inch verläuft, um eine zusammenpassende Filtermedienpacktiefe vorzusehen, die dazwischen verläuft.
Ein anderer erfinderischer Aspekt richtet sich an ein Filtermedienpack, umfassend: einen fortlaufenden Streifen eines Filtermediums, der zwischen einer ersten Kante und einer zweiten Kante verläuft, mit einer ersten Seite und zweiten Seite. Der fortlaufende Streifen ist gefaltet, um eine erste Vielzahl von Faltspitzen und eine zweite Vielzahl von Faltspitzen vorzusehen, wobei Faltplatten zwischen Faltspitzen verlaufen, wobei der fortlaufende Streifen eine Falttiefe umfasst, die größer als 2 Inch ist. Eine Vielzahl von Prägungen ist einstückig im fortlaufenden Streifen des Filtermediums ausgebildet. Die Prägungen stehen entlang der Faltplatten vor, wobei flache Regionen des Filtermediums zwischen Prägungen angeordnet sind. Eine Einlassstromseitenfläche ist durch die erste Kante erzeugt, und eine Auslassstromseitenfläche ist durch die zweite Kante erzeugt. Die Faltspitzen verlaufen quer zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche, wobei abwechselnd erste Paare von Faltplatten nahe der Einlassstromseitenfläche geschlossen sind und zweite Paare von Faltplatten nahe der Auslassstromseitenfläche geschlossen sind. Eine erste Dichtungsmittelraupe ist auf der ersten Seite nahe der ersten Kante zum abdichtenden Schließen der ersten Paare von Faltplatten nahe der Einlassseitenfläche aufgebracht, und eine zweite Dichtungsmittelraupe ist auf der zweiten Seite nahe der zweiten Kante zum abdichtenden Schließen der zweiten Paare von Faltplatten nahe der Auslassseitenfläche aufgebracht.
Vorzugsweise umfasst der fortlaufende Streifen eine Falttiefe, die zumindest 4 Inch beträgt, und wobei die Prägungen eine Tiefe von zumindest 2 Millimetern aufweisen. Die Prägungen können eine Vielzahl von Riffelungen umfassen, die in dem Filtermedium ausgebildet sind, wobei die Riffelungen zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche entweder fortlaufend oder unterbrochen verlaufen. Der fortlaufende Streifen weist eine zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante verlaufenden Breite von zwischen 6 Inch und 20 Inch auf, um eine zusammenpassende Filtermedienpacktiefe vorzusehen, die zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verläuft.
Die Prägungen können Abstandhalterstrukturen vorsehen, die eine Beabstandung zwischen Faltplatten aufrechterhalten, indem sie zum Kontaktieren von Prägungen entlang Faltplatten angeordnet sind, und/oder indem sie zum Kontaktieren der flachen Regionen am benachbarten Glied der Faltplatten angeordnet sind.
Vorzugsweise ist jede Faltspitze durch zumindest zwei Falze ausgebildet, wobei die Falze zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche zum Vorsehen einer Faltspitze mit einer Breite von zumindest 2 Millimetern verlaufen, um benachbarte Glieder von Faltplatten zu beabstanden. Vorzugsweise stimmt die Breite der Faltspitzen mit der Beabstandung zwischen Faltplatten und/oder Beabstandung, die durch Prägungsstrukturen geboten wird, überein.
Vorzugsweise weist der fortlaufende Streifen des Filtermediums ein erstes geschnittenes Seitenende und ein zweites geschnittenes Seitenende auf, und das Filtermedienpack kann ferner eine erste Enddichtung entlang einer ersten Seite des Filtermedienpacks, die zwischen benachbarten Faltplatten am ersten geschnittenen Seitenende abdichtet, und eine zweite Enddichtung entlang einer zweiten Seite des Filtermedienpacks umfassen, die zwischen benachbarten Faltplatten am zweiten geschnittenen Seitenende abdichtet.
Ein anderer erfinderischer Aspekt richtet sich an ein Verfahren zum Ausbilden eines Filtermedienpacks, umfassend: Walzprofilieren eines Streifens eines Filtermediums zum Erhalten einer Vielzahl von Faltfalzen und einer Vielzahl von Prägungen; Falten des Filtermediums durch Falzen des Filtermediums an der Vielzahl von Faltfalzen zum Ausbilden der Faltplatten, wobei die Prägungen zum Beabstanden von benachbarten Faltplatten angeordnet sind; und Abdichten zwischen den ersten Paaren von Faltplatten nahe einer Einlassstromseitenfläche und zwischen den zweiten Paaren von Faltplatten nahe einer Auslassstromseitenfläche, wobei die Faltfalze zwischen der Einlassstromseitenfläche und der Auslassstromseitenfläche verlaufen.
Walzprofilieren kann die Benutzung von zwei zusammenwirkenden Walzen umfassen, die zum Pressen des Filtermediums dazwischen mit zumindest einer Kerbstange und einer Vielzahl von Prägestangen an zumindest einer der zusammenwirkenden Walzen zusammen drehen, um die entsprechenden Falze und die Prägungen in einem einstufigen Vorgang in dem Filtermedium auszubilden. Die zumindest eine Kerbstange und die Vielzahl von Prägestangen verlaufen axial (und vorzugsweise parallel) bezüglich der Drehmittelachsen der zwei zusammenwirkenden Walzen.
Jede der zwei zusammenwirkenden Walzen kann Prägestangen enthalten.
Das Abdichten kann durch Aufbringen einer Klebstoffraupe an der ersten und zweiten Seite in einer horizontalen Richtung, während der Streifen des Filtermediums in einer vertikalen Richtung vorgerückt wird, ausgeführt werden, wobei das Aufbringen vor dem Falten, das die Faltplatten ausbildet, ausgeführt wird.
Das Verfahren kann Schneiden des Streifens des Filtermediums zum Erzeugen eines ersten geschnittenen Seitenendes und eines zweiten geschnittenen Seitenendes und Abdichten von Seiten des Filtermedienpacks entlang der ersten geschnittenen Seite und der zweiten geschnittenen Seite zwischen ersten und zweiten gegenüberliegenden Seiten, die zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verlaufen, beinhalten.
Andere Aspekte, Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor.
Figurenliste
Die beiliegenden Zeichnungen, die in der Beschreibung aufgenommen sind und ein Teil davon bilden, stellen mehrere Aspekte der vorliegenden Erfindung dar und dienen, zusammen mit der Beschreibung, zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Es zeigen:

1 eine teilweise schematische und isometrische Ansicht der Walzprofiliervorrichtung, die zusammenwirkende Walzen umfasst, welche ein Filtermedium mit einer Vielzahl von Faltfalzen und einer Vielzahl von Prägungen ausbilden, die mit aufgebrachten Klebstoffraupen zusammengefügt sind, um ein Filtermedienpack gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszubilden;
2 eine andere isometrische Ansicht der Walzprofiliervorrichtung, die in 1 gezeigt ist;
2A eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der zusammenwirkenden Walzen der Walzprofiliervorrichtung, die in FG. 2 gezeigt ist, abgenommen bei Bezugszeichen 2A-2A von 2, um zusammenwirkende Prägerippenmerkmale besser darzustellen, die Prägungsriffelungen erzeugen, welche an einer ersten Seite auf der Filtermedienbahn vorstehen;
2B eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der zusammenwirkenden Walzen der Walzprofiliervorrichtung, die in FG. 2 gezeigt ist, abgenommen bei Bezugszeichen 2A-2A von 2, wobei die Walzen jedoch weiter als jene gedreht sind, die in 2 gezeigt sind, um zusammenwirkende Prägerippenmerkmale, welche invers zu jenen sind, die in 2A gezeigt sind, besser darzustellen, welche Prägungsriffelungen erzeugen, die an einer zweiten Seite auf der Filtermedienbahn bezüglich jenen von 2A vorstehen;
2C eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der zusammenwirkenden Walzen der Walzprofiliervorrichtung, die in FG. 2 gezeigt ist, abgenommen bei Bezugszeichen 2A-2A von 2, wobei die Walzen jedoch weiter als jene gedreht sind, die in 2 gezeigt sind, um zusammenwirkende Kerbstangenmerkmale besser darzustellen, welche mit zwei Falzlinien falzen, die zum Erzeugen einer aufwärts verlaufenden Falzfalte benutzt werden sollen;
2D eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der zusammenwirkenden Walzen der Walzprofiliervorrichtung, die in FG. 2 gezeigt ist, abgenommen bei Bezugszeichen 2A-2A von 2, wobei die Walzen jedoch weiter als jene gedreht sind, die in 2 gezeigt sind, um zusammenwirkende Kerbstangenmerkmale besser darzustellen, welche mit zwei Falzlinien ähnlich jenen von 2C falzen, jedoch invers, sodass sich versteht, dass sie zum Erzeugen einer abwärts verlaufenden Falzfalte benutzt werden sollen;
3 eine Endseitenfläche, die die Einlassseitenfläche des Filtermedienpacks sein kann, wenn es mit Falten ausgebildet ist, die zum Ausbilden des Packs gemäß der Methodologie, welche in 1 gezeigt ist, zusammengetragen und zusammengebaut sind, wobei eine Falte nach außen geschwenkt ist, um darzustellen, wie Klebstoff fortlaufend aufgebracht sein kann, und schematisch mit einer Schnittlinie zum Ausbilden einer geschnittenen Seite gezeigt, die einer Endabdichtung unterzogen ist, wie in gestrichelten Linien gezeigt.
4 eine Endansicht einer Stromseitenfläche eines Abschnitts des Filtermedienpacks, das durch eine Walzprofiliervorrichtung von 1 ausgebildet ist, wobei sie beispielsweise dieselbe wie jene von 3 ist oder in diesem Fall als die Auslassseitenfläche in 4 bezeichnet ist.
5 und 6 isometrische Ansichten einer Filterpatrone, die das Filtermedienpack eingliedert, welches gemäß den vorhergehenden Figuren erzeugt ist, wobei beispielsweise 5 die Einlassseitenfläche zeigt und 6 die gegenüberliegende Auslassstromseitenfläche zeigt.
7 bis 10 schematische Querschnittansichten von alternativen Filtermedienpackanordnungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Darstellung von unterschiedlichen Prägungsmustern, die anstelle der Prägungsmuster eingesetzt werden können, welche in 1 bis 6 dargestellt sind. Von daher versteht es sich, dass die Offenbarung von 1 bis 6 für diese Ausführungsformen gilt und umgekehrt. Insbesondere zeigen 7 bis 10 alternative Prägungsanordnungen, bei denen Prägungen nur von einer Seite vorstehen können, manche Abschnitte keine Prägungen aufweisen können, und wobei Kontakt zwischen Bahnen nicht notwendigerweise vorkommt und/oder ungeprägte flache Faltplatten mit geprägten Faltplatten abwechseln (und wobei die Prägungen auf der geprägten Faltplatte fortlaufend oder nicht durch flache Regionen auf der Faltplatte getrennt sein können).

Während die Erfindung in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wird, besteht keine Absicht, sie auf diese Ausführungsformen zu beschränken. Die Absicht ist hingegen, alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abzudecken, wie sie in Umfang und Wesen der Erfindung wie durch die beiliegenden Ansprüche definiert enthalten sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf 1 enthält eine Walzprofiliervorrichtung 10 ein Paar von zusammenwirkenden Walzen, das eine obere Walze 12 und untere Walze 14 enthält, die zusammenwirkend zum Pressen (und möglicherweise Vorrücken) eines fortlaufenden Streifens aus Filtermedium 16 zum Ausbilden von Falten 18 im Filtermedium arbeiten. Die Falten 18 werden zum Ausbilden eines Filtermedienpacks 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammengetragen.
Die zwei zusammenwirkenden Walzen 12, 14 können etwa durch ineinander eingerückte Zahnräder 22 angetrieben werden, die die Winkelausrichtung der jeweiligen Walzen 12, 14 erhalten, welche miteinander synchronisiert sind, sodass zusammenpassende Merkmale auf den jeweiligen Walzen synchronisiert bleiben. Der Zahnradmechanismus 22 kann durch einen zweckdienlichen Antriebsmotor angetrieben werden, der die zusammenwirkenden Walzen derart dreht, dass sie zum Pressen des Streifens von Filtermedien 16 dazwischen zusammen drehen. Die zusammenwirkenden Walzen enthalten zusammenpassende Rippen 24 (auch als Prägestangen bezeichnet) und optional Aussparungen 26, die, wenn sie mit dem Filtermedium dazwischen zusammengepresst werden, entsprechende Prägungen 28 im Streifen aus Filtermedium 16 ausbilden. Wie hierin gezeigt, enthält jede der Walzen 12 abwechselnde Rippen 24 und Aussparungen 16, sodass die obere und untere Seite 30, 32 des Streifens aus Filtermedium 16 jede vorstehende Prägungen 28 auf einer Seite und daher entsprechende Aussparungsprägungen 28 auf der anderen Seite enthält.
Es ist jedoch außerdem anerkannt und berücksichtigt, dass in anderen Ausführungsformen insbesondere für künstliche Medien die Prägungsvorsprünge 28 nur von entweder der oberen Seite 30 oder der unteren Seite 32 statt von beiden vorstehen können (siehe beispielsweise 7 bis 10 für berücksichtigte schematische Prägealternativen). In diesem Fall enthält eine der Walzen 12 und 14 nur Prägerippenmerkmale 24, während die andere entsprechende Prägeaussparungsmerkmale 26 enthält.
Zusätzlich enthalten die obere und untere Walze 12, 14 entsprechende und zusammenwirkende Kerbstangen 34 und optional weibliche Kerbstangen 36, wobei ein Detail von einer der Kerbstangen beispielsweise besser in 2C und 2D gezeigt ist. Abwechselnde weibliche und männliche Kerbstangenanordnungen können wie in 2C und 2D gezeigt hergestellt sein, um nach oben und nach unten verlaufende Faltungen in dem Filtermedium besser zu ermöglichen oder natürlich zu leiten. Beispielsweise erzeugt die Anordnung von 2C einen Doppelfalz, der sich natürlich nach oben faltet, und die Anordnung von 2D erzeugt einen Doppelfalz, der sich natürlich nach unten faltet, wobei nach oben und nach unten verlaufende Faltungen in 1 gezeigt sind. Es ist jedoch außerdem berücksichtigt, einen Falz aufzuweisen, der entweder nach oben oder nach unten gefaltet sein kann.
Die Kerbstangen bilden entsprechende Faltfalze 38 in beabstandeten Intervallen aus, um Faltungen zum Ausbilden der Falze 18 vorzusehen. Vorzugsweise enthält jede der Walzen 12, 14 abwechselnd sowohl männliche Kerbstangen als auch weibliche Kerbstangen in Entsprechung zu nach oben und nach unten verlaufenden Faltungen von individuellen Faltplatten 40 der Falten 18. Ferner enthalten die entsprechenden Kerbstangen 34, 36 duale lineare Falzvorsprünge 34A und 34B (siehe 2C und 2D) zum Erzeugen von dualen Falzlinien 42, 44 an jedem der Faltfalze 38. Die Vorsprünge 34A und 34B sind beabstandet, wie etwa über eine Aussparungsregion, was einen flachen Faltspitzenabstandhalter 46 (zwischen den zwei Falzen) in dem Filtermedium erzeugt, wie in 3 und 4 dargestellt, zumindest gemäß bevorzugten Ausführungsformen, auch wenn Alternativen mit einer einzelnen Faltfalzlinie oder andere derartige Variationen möglich sind.
Wie dargestellt, verlaufen jede der Kerbstangen 34, 36 sowie die entsprechenden Prägerippen 24 und Prägeaussparungen 26 axial (und vorzugsweise parallel) zu den Drehmittelachsen der zwei zusammenwirkenden Walzen 12, 14. Mit „axial“ ist gemeint, dass die Ausdehnung hauptsächlich in der axialen Richtung ist, die vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, parallel zur Mittelachse verlaufen kann.
Der Betrag von Pressdruck, der durch die entsprechenden Walzen 12 und 14 ausgeübt wird, kann über Linearstellglieder 48 gesteuert werden, die in dieser Ausführungsform vorzugsweise als Handsteuerschrauben dargestellt sind, welche auf eine Antriebsmutter zum Treiben der oberen Walze 12 bezüglich der unteren Walze 14 nach oben oder nach unten einwirken, um den Betrag von auf den Streifen aus Filtermedium 16 ausgeübten Druck zu steuern. Dieser Drucksteuerungsmechanismus kann begrenzen, inwieweit der Streifen aus Filtermedium 16 verdichtet wird. Vorzugsweise wird das Filtermedium 16 nicht in den flachen Regionen zwischen den Prägungen 28 und Faltfalzen 38 zusammengedrückt, und daher typischerweise mit weniger als 10% Pressung zusammengedrückt, sodass wenig oder keine Verdichtung in diesen Regionen auftritt, um Dicke und Erhebung des Filtermediums beizubehalten. Infolgedessen ist die Luftstromkapazität beibehalten und Strombegrenzung minimiert. Jedoch erfolgt die Pressung und Verdichtung in zielorientierten Bereichen, einschließlich an zusammenpassenden Pressstellen zwischen den Kerbstangen 34, 36 und außerdem zwischen den Prägerippen und -aussparungen 24, 26, um entsprechende Falz- und Prägungsmerkmale darin einzupressen.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst jedes der Linearstellglieder 48 in dieser Ausführungsform manuell betriebene Schrauben, die mit einer Antriebsmutter gedreht werden, welche an der oberen Walze befestigt ist, um die obere Walze 12 nach oben oder nach unten zu bewegen, um die Presstätigkeit zu steuern. Automatisierte Stellglieder und/oder Federkraft über mechanischen oder pneumatischen Druck können alternativ Anwendung finden.
Ferner können die Walzen 12, 14 in manchen Fällen weit über Umgebungstemperatur erhitzt werden, um die eingeprägten Merkmale im Streifen aus Filtermedium 16 besser zu festigen.
Zudem ist gezeigt, dass die Walzprofiliervorrichtung 10, die die obere Walze und untere Walze 12, 14 enthält, das Medium selbst vorrücken kann. Es können jedoch Vorschubrollen (nicht gezeigt) und dergleichen, die die Zufuhr von Medium zur Walzprofiliervorrichtung 10 steuern, typischerweise stromaufwärts (und/oder stromabwärts) davon vorhanden sein, um Schlupf des Filtermediums, die durch die Walzprofiliervorrichtung 10 bewegt werden, zu vermeiden.
Im Gegensatz zu typischen Faltanordnungen verlaufen die entsprechenden Prägungen 28 in diesem Fall axial und vorzugsweise parallel zu den entsprechenden Faltfalzen 38. Ferner bringen, unähnlich typischen Faltplattenanordnungen, Klebstoffraupenapplikatoren 54, 56 entsprechende Raupen 58, 60 von Dichtungsmittelhaftstoff auf gegenüberliegende obere und untere Seiten 30, 32 des Streifens aus Filtermedium 16 nahe gegenüberliegende Kanten 50, 52 des Streifens aus Filtermedium 16 auf.
Vorzugsweise sind die Klebstoffapplikatoren 54, 56 horizontal angeordnet und bringen die entsprechenden Raupen 58, 60 auf dem Streifen aus Filtermedium 16 auf, während der Streifen aus Filtermedium vertikal bewegt wird, um gute Anhaftung zu gewährleisten, während die Klebstoffraupen noch in einem flüssigen Zustand sind und vor dem Aushärten des Klebstoffs. Von daher wird eine fortlaufende Aufbringung von Klebstoffraupen 58, 60 auf obere und untere Oberflächen der Filtermedienbahn aufgebracht, sodass, wenn das Medium an Faltfalzen zusammengetragen und zusammengefaltet wird, die benachbarten Faltplatten 40 abwechselnd an den Einlass- und Auslassseitenflächen 62, 64 anhaftend abgedichtet sind, wie in 1 dargestellt (siehe außerdem 3 und 4).
Nachdem nun das Verfahren zum Ausbilden des Filtermedienpacks beschrieben wurde, widmen wir der Beschreibung des ausgebildeten Filtermedienpacks 20 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, das ausgebildet und in Ausbildung in 1 und 3 (das Packet kann durch einen Schnitt durch einen der Falze gelöst werden) und 4 gezeigt ist, weitere Aufmerksamkeit. Ein fertiggestelltes ausgebildetes Filtermedienpacket 20 ist außerdem in 5 und 6 als in Filterpatronen eingegliedert dargestellt.
Wie dargestellt, umfasst das Filtermedienpack einen Streifen aus Filtermedium 16, der vorzugsweise nur ein einzelner Streifen ist, welcher durch das fertiggestellte Filtermedienpack fortlaufend ist, das in 5 und 6 gezeigt ist. Der Streifen aus Filtermedium 16 verläuft zwischen gegenüberliegenden ersten und zweiten Seitenkanten, die Einlass- und Auslasskanten 50, 52 vorsehen, welche Einlass- und Auslassseitenflächen 62, 64 entsprechen. Ferner sind gegenüberliegende obere und untere Seiten 30, 32 im Filtermediumstreifen vorgesehen, die den Einlassseitenkanälen und den Auslassseitenkanälen entsprechend, abhängig davon, wie das Filtermedienpack eingesetzt wird. Der Streifen ist außerdem mit der Vielzahl von Falten 18 mit einer ersten Vielzahl von Faltspitzen, die zusammengetragen werden, indem sie etwa zum Ausbilden einer ersten gefalteten Seite 66 gefaltet und zusammengetragen werden, und einer zweiten Vielzahl von Faltspitzen gefaltet, die zum Ausbilden einer zweiten gefalteten Seite 68 ebenfalls zusammengetragen werden.
Zusätzlich ist eine Abstandhalterstruktur zum Aufrechterhalten von Beabstandung zwischen den Faltplatten eingesetzt. Vorzugsweise ist diese, wie gezeigt, durch Prägungen 28 vorgesehen, die einstückig im Streifen aus Filtermedium 16 ausgebildet und zum Aufrechterhalten einer Beabstandung von Faltplatten 40 zueinander zum Ermöglichen von Luftstrom zwischen benachbarten Faltplatten angeordnet sind.
Jedoch könnte in alternativen Ausführungsformen die Abstandhalterstruktur Dinge wie etwa Einsätze sein, wie etwa eine gewellte Bahn, die zwischen benachbarten Faltplatten eingelegt ist, eine Klebstoffraupe, die axial (und vorzugsweise parallel) zwischen der Einlassseitenfläche und Auslassseitenfläche verläuft und beispielsweise die Prägungen 28 durch Klebstofflinien oder -punkte ersetzt, oder eine andere derartige Struktur, die extern zum Streifen aus Filtermedium 16 ist, statt in dem Streifen aus Filtermedium eingegliedert zu sein. Jedoch sind, wie dargestellt, die Prägungen 28, die einstückig im Streifen aus Filtermedium 16 ausgebildet sind, bevorzugt, da dies zur selben Zeit mit einer Walzprofiliervorrichtung 10 wie Falzausbildung erfolgen kann und weder zusätzliche Komponententeile erfordert noch Raum blockiert oder belegt, in dem sonst Fluid durch das Filtermedium zur Filterung strömen könnte. Fluid kann die geprägten Abstandhalterregionen durchlaufen und gefiltert werden.
Ferner enthält das Filtermedienpack 20 Einlass- und Auslassstromseitenflächen 62, 64, die nicht durch die Faltspitzen erzeugt sind, sondern stattdessen durch die ersten und zweiten Einlass- und Auslasskante 50, 52 des Streifens von Filtermedien 16 erzeugt sind, mit den Faltspitzen, die quer (und vorzugsweise senkrechtstehend) zwischen der Einlassseitenfläche 62 und der Auslassseitenfläche 64 verlaufen. Abwechselnde erste Faltplattenpaare 70 sind nahe der Einlassseitenfläche 62 geschlossen und nahe der Auslassseitenfläche 64 offen; während zweite Faltplattenpaare 72 nahe der Auslassstromseitenfläche 64 geschlossen und nahe der Einlassstromseitenfläche 62 offen sind. Dies erzeugt eine kanalisierte Stromkonfiguration. Mit dieser Konfiguration läuft Luftstrom, der in die Einlassstromseitenfläche 62 eintritt, entlang offener Einlassstromkanäle und muss die Filtermedien 16 durchlaufen, um die offenen Auslassstromkanäle zu erreichen, die zur Auslassstromseitenfläche 64 führen. In dieser Hinsicht ist ersichtlich, dass erste Einlassstromkanäle 74 zwischen zweiten Faltplattenpaaren 72 an der Einlassseitenfläche 62 ausgebildet sind und zweite Auslassstromkanäle 76 zwischen den ersten Faltplattenpaaren 70 ausgebildet sind, wie an der Auslassseitenfläche 64 gezeigt. Dadurch tritt ungefilterter Luftstrom zunächst durch die ersten offenen Einlassstromkanäle 74 an der Einlassstromseitenfläche 62 ein und läuft durch die Filtermedien, wodurch Partikel und Schmutzstoffe durch die Filtermedien 16 ausgefiltert werden, und tritt dann in die zweiten Auslassstromkanäle 76 ein, wodurch gefilterter Luftstrom dann aus dem Filtermedienpack 20 abgelassen wird. Dies ist bezüglich 5 und 6 für das fertiggestellte Filtermedienpack 20 unter zusätzlicher Bezugnahme auf 3 und 4 ersichtlich, die jeweilige Einlass- und Auslassstromseitenflächen 62, 64 des Packs darstellen.
Zum Vorsehen der Verschlüsse können verschiedenerlei Verschlussmittel eingesetzt sein, wie etwa Crimpen der ersten Faltplattenpaare 70 oder zweiten Faltplattenpaare 72 aneinander und/oder Schweißen oder Boden dieser Platten aneinander, wie etwa durch Ultraschallschweißen oder Wärmeanwendung. Weiter bevorzugt wird jedoch Dichtungsmittel benutzt, das außerdem in manchen Fällen zum Beabstanden der Faltplatten zueinander wirken kann. Beispielsweise enthält das Filtermedienpack gemäß der bevorzugten Ausführungsform eine erste Dichtungsmittelraupe 58, die auf der ersten oberen Seite 30 und nahe der ersten Kante 50 zum abdichtenden Verschließen der ersten Paare 70 von Faltplatten nahe der Einlassseitenfläche aufgebracht ist; und eine zweite Dichtungsmittelraupe 60 ist auf die zweite oder untere Seite 32 der Filtermedien nahe der zweiten Auslasskante 52 zum abdichtenden Verschließen der zweiten Paare 72 von Faltplatten nahe der Auslassseitenfläche 64 aufgebracht.
Die Dichtungsmittelraupen 58, 60 können verschiedene Arten von Klebstoffen umfassen, wie etwa Schmelzklebstoff, Schaum- oder nichtschäumendes Polyurethan und andere Klebstoffe, die in einem flüssigen Zustand aufgebracht werden können, wie in 1 gezeigt, und dann anschließend gehärtet werden können, wenn sie zusammengesetzt werden. Auf wirksamste Weise werden die Raupen 58, 60 in einer/einem fortlaufenden Raupe und Prozess aufgebracht, wie in 1 gezeigt, obwohl sie auf Wunsch außerdem unterbrochen aufgebracht werden können. In dem Fall, in dem die Dichtungsmittelraupen 58, 60 Tiefen aufweisen, die der gewünschten Beabstandung zwischen Faltplatten genügend entsprechen oder geringfügig größer als diese sind.
Um beim Einrichten oder Aufrechterhalten einer erwünschten Faltenbeabstandung zu helfen, ist die Abstandhalterstruktur, wie etwa Prägungen 28, zum Erzeugen einer Faltenbeabstandung (beispielsweise einer Beabstandung zwischen den ersten Paaren 70 oder zweiten Paaren 72 von Faltplatten) von typischerweise zumindest 2 mm in insbesondere bevorzugten Ausführungen angeordnet, obwohl Alternativen möglich sind, und noch typischer zwischen 2 mm und 8 mm und insbesondere bevorzugt zwischen 2 mm und 4 mm. In Walzprofiliervorgängen kann Zellulosepapier Prägungen mit einer Formtiefe typischerweise zwischen 0,5 mm und 1 mm aufweisen; und synthetische Instrumente, beispielsweise Polyester, Polypropylene und andere thermische Kunststoffe und Polymere, können Prägungen mit einer Formtiefe zwischen 2 mm und 8 mm aufweisen. Mischungen von Zellulose und Kunststoffen können Bereiche zwischen jenen von Zellulose und Kunststoffen aufweisen.
Dementsprechend wirken, obgleich Zellulosepapier, beispielsweise Papier, das nur oder größtenteils Zellulose umfasst, weniger bevorzugt ist, jedoch immer noch eingesetzt werden kann, selbst wenn größere Faltenbeabstandung erwünscht ist, die Prägungen zum Verhindern von Verblenden, wie in der alternativen Ausführungsform von 9 gezeigt, wobei Prägungen Festigkeit und Abstandhalterstruktur vorsehen, die benachbarte Faltplatten nicht notwendigerweise kontaktiert. Weiter bevorzugt können synthetische Mischungen und/oder durchstochene synthetische Medien eingesetzt werden, da diese typischerweise größere Flexibilität und größere Prägungstiefe zur leichten Ausbildung mit Hochgeschwindigkeitswalzprofiliervorgängen ermöglichen. Ferner ist direkter Kontakt zwischen Prägungen und benachbarten Faltplatten bevorzugt, wie in der primären Ausführungsform von 1 bis 6 gezeigt und außerdem schematisch in den alternativen Ausführungsformen von 7, 8 und 10 angezeigt.
Wie dargestellt, können die Prägungen 28 eine Vielzahl von Riffelungen 80 umfassen, die in den Filtermedien ausgebildet sind, wobei die Riffelungen entweder fortlaufend oder unterbrochen axial zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verlaufen. Gleicherweise bedeutet „axial“ hier primär in einer Richtung zwischen Einlass- und Auslassstromseitenflächen und/oder primär in derselben Richtung (und vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, parallel) mit dem Luftstromweg zwischen Einlass- und Auslassstromseitenflächen verlaufend. Riffelungen können geneigt oder in einem stumpfen Winkel angeordnet sein, jedoch immer noch primär in einer Richtung zwischen Einlass- und Auslassstromseitenflächen verlaufen und daher axial verlaufen. Hierin ist dargestellt, dass die Riffelungen 80 als unterbrochen gezeigt sind, mit einer zwischenliegenden offenen Region, wobei diese Region jedoch mit den Riffelungen, die fortlaufend verlaufen, überbrückt sein kann.
Ferner ist unter Bezugnahme auf 1 ersichtlich, dass das dargestellte einzelne Pack außerdem in separaten Packs ausgebildet werden könnte, falls es erwünscht wäre, sie zwischen den Riffelungen zu halbieren und benachbarte Faltplatten zweckdienlich abzudichten oder zu verschließen, wie oben beschrieben wurde, um zusätzliche Einlass- und Auslassstromseitenflächen an der Halbierungsschnittlinie zu erzeugen.
In weiter bevorzugten Ausführungsformen weisen die Prägungen eine Tiefe von zumindest 2 mm auf, wobei benachbarte Glieder von Faltplatten zwischen 2 mm und 8 mm beabstandet sind, und wobei flache Regionen 82 vorzugsweise über eine Breite von zumindest dem Zweifachen der entsprechenden Breite der individuellen Riffelungen 80 verlaufen (beispielsweise überspannen die flachen Regionen 82 typischerweise das 3- bis 10-fache der Breite der Riffelungen 80, wie etwa allgemein in 3 bis 4 dargestellt).
In einer Ausführungsform, wie etwa der gezeigten Ausführungsform, enthält das Filtermedienpack 20 Prägungen 28, die sowohl männliche Prägungen 84, welche entlang der ersten Seite 30 der Filtermedienbahn nach außen vorstehen, als auch weibliche Prägungen, die entlang der zweiten unteren Seite 32 der Filtermedienbahn nach außen vorstehen. Ferner können, wie in 3 und 4 gezeigt, entsprechende männliche und weibliche Prägungen 84, 86 aneinander ausgerichtet sein, sobald das Filtermedienpack gefaltet ist, wobei benachbarte Faltplatten derart zusammenkommen, dass die männlichen und weiblichen Prägungen 84, 86 aneinander angrenzen oder sich zum Angrenzen aneinander und Kontaktieren sowohl an Regionen zwischen den ersten Paaren 70 von Faltplatten als auch zwischen den zweiten Paaren 72 von Faltplatten anordnen, wie dargestellt.
Es können jedoch, wie in 7 und 8 und 10 gezeigt, andere Prägungseinheiten anstelle von denen, die in 1 bis 6 benutzt sind, eingesetzt werden, um alternative Ausführungsformen vorzusehen. Der Bau und die Medienpacks, die durch jegliche von 7 bis 10 erzeugt sind, sind ansonsten dieselben wie jene von 1 bis 6, mit alternativ abgedichteten Einlass- und Auslassdichtungsmittelraupen. Daher ist in alternativen Ausführungsformen nur ein anderes Prägungsmuster vorgelegt. Beispielsweise können manche Faltplatten völlig flach sein, wie in 10 gezeigt, mit abwechselnden flachen Faltplatten 40a und geprägten Faltplatten 40b. 10 zeigt außerdem, dass Prägungen näher zueinander beabstandet sein können, um Riffelungen auszubilden, und optional fortlaufend geprägt sein können, wie gezeigt. 8 zeigt ein alternatives Prägungsmuster mit einer Kombination von männlichen Prägungen 84 nur auf manchen Faltplatten und weiblichen Prägungen 86 nur auf anderen Faltplatten. Alternativ enthält, wie in 7 gezeigt, jede Faltplatte nur eine Art der männlichen oder weiblichen Prägungen 84, 86, aber die Prägungen können versetzt sein, statt aneinander ausgerichtet. Verschiedene Kombinationen von verschiedenen Arten von Prägungen können benutzt werden, und die Länge und das Ausmaß derselben kann gemäß verschiedenen Gestaltungen konfiguriert sein, wie sie zweckmäßig sind.
Wie außerdem in 7 dargestellt, und im Gegensatz zu den Darstellungen in 3 und 4, können die Prägungen 84 die flachen Regionen 82 kontaktieren, statt benachbarte Prägungen der benachbarten Faltplatte zu kontaktieren.
Der Vorteil der ersten Ausführungsform, wie etwa in 3 und 4 gezeigt, ist, dass die Prägungen nicht so tief ausgebildet werden müssen, was höhere Verarbeitungsgeschwindigkeiten oder Benutzung von weniger nachgiebigem Material, wie etwa Zellulosefiltermedien, ermöglicht. Ferner minimiert geringeres Dehnen der Filtermedien Veränderungen an Filtermedieneffizienz und Strömungskennzeichen.
Beispielsweise kann in 3 und 4 eine Ausführungsform mit 2-Millimeter-Beabstandung vorgesehen sein, die einfach durch Prägen jeder Prägung 84, 86 auf eine Tiefe von 1 mm erzielt werden kann, welche kombiniert eine Faltenbeabstandung von 2 mm ausbilden. Ferner ist es nicht notwendig, dass die Prägungen notwendigerweise interagieren oder Kontakt miteinander aufweisen, sondern sie können mit einer geringfügigen Beabstandung dazwischen angeordnet sein, die durch die Größe und Tiefe der jeweiligen Dichtungsmittelraupen 58 und 60 ermöglicht ist, wie beispielsweise in 9 gezeigt, wodurch die Prägungen immer noch Verhindern und Aufrechterhalten einer Beabstandung zwischen Faltplatten vorsehen, da, wenn der Filtermedienstreifen oder die Platten zum Biegen neigen, die Prägungen in Kontakt miteinander kommen können und die Prägungen ansonsten Starrheit vorsehen, um dadurch die Faltenbeabstandung, wie zweckmäßig, aufrechtzuerhalten, um Verblenden zu verhindern. Dies ist beispielsweise in der Ausführungsform von 9 gezeigt, wobei diese Ausführungsform jedoch außerdem eine Abstandhalterstruktur vorsieht, die eine Beabstandung zwischen Faltplatten aufrechterhält, wie hierin allgemein berücksichtigt und offenbart. Diese Ausführungsform, die in 9 gezeigt ist, zeigt außerdem, dass eine geringere Tiefe von Prägungen, einschließlich beispielsweise vielleicht 0,5 mm, genügend sein kann (beispielsweise wie etwa für Zellulose), jedoch immer noch eine Ausführungsform vorgesehen sein kann, in der Beabstandung von zumindest 2 mm zwischen benachbarten Faltplatten aufrechterhalten werden kann.
Ferner zeigen diese Ausführungsformen kollektiv, dass Prägungen, die entlang der ersten Faltplatten ausgebildet sind, Prägungen kontaktieren können, die entlang der zweiten Faltplatten ausgebildet sind, wie in 3 und 4 gezeigt, wobei die Beabstandung zwischen den Platten außerdem größer als die Tiefe der Prägung ist, da eine Kombination der Prägungen entlang sowohl der ersten als auch zweiten Faltplatten die Faltenbeabstandung vorsehen und definieren.
Zur Förderung von bevorzugten Ausführungsformen, und während ein einzelner Falz in manchen Ausführungsformen benutzt sein kann, kann jede Faltspitze, die durch Faltfalz 38 vorgesehen ist, durch zwei verschiedene geschlossene benachbarte Falzlinien 42, 44 ausgeführt sein, wie durch die dualen Falzvorsprünge 34A, 34B an den Kerbstangen ermöglicht, wie in 2C und 2D gezeigt, welche jede Faltspitze mit einem flachen Faltspitzenabstandhalter 46 versehen. Durch Aufweisen von zumindest zwei benachbarten Falzen durch die Falzlinien 42, 44 kann dies jede Faltspitze mit einer Breite von zumindest 2 mm und vorzugsweise zwischen 2 mm und 8 mm zum Beabstanden von benachbarten Gliedern von Faltplatten zueinander versehen. Typischerweise stimmen die Falzlinien 42, 44 (und die Spannweite des Faltspitzenabstandhalters) mit der entsprechenden Faltenbeabstandung, wie dargestellt, überein (beispielsweise ist mit „übereinstimmen“ gleich oder innerhalb von 25% gemeint).
Infolgedessen, und infolge der Faltplatten 48, die senkrechtstehend zwischen einer entsprechenden Einlass- und Auslassstromseitenfläche verlaufen, verlaufen die Platten ohne ersichtliche Neigung oder minimaler Neigung, die herkömmlichen Filterpacks unähnlich ist, wobei Faltplatten mit einem einzelnen Falz an Faltspitzen erkennbar eine V-Form aufweisen, wenn sie zum Formpack ausgebildet sind. Wie oben angegeben, stimmt die Breite des Abschnitts des Faltspitzenabstandhalters 46 vorzugsweise mit der entsprechenden Faltplattenbeabstandung 88 überein.
Mit dieser Konfiguration können wesentlich größere Faltentiefen und Packkonfigurationen vorgesehen werden. Beispielsweise ist die Faltentiefe, die die Tiefe oder Spanne des Packs zwischen der ersten Faltseite 66 und der zweiten Faltseite 68 ist, typischerweise größer als 2 Inch und weiter bevorzugt größer als zumindest 6 Inch, jedoch typischerweise zwischen 3 und 12 Inch (wenn nicht größer als 12 Inch in manchen Ausführungsformen für sehr große Filter). Daher ist diese Ausführungsform nicht auf herkömmliche Plattenfilter beschränkt, bei denen die Faltentiefe höchstens 4 Inch und häufig 2 Inch oder weniger beträgt. Stattdessen wird antizipiert, dass die Faltentiefe größer als zumindest 4 Inch in den meisten Ausführungsformen hierin und unähnlich herkömmlichen Faltplattenfiltermedienpacks ist. Dies ist vorteilhaft, da es typischerweise erwünscht ist, dass die entsprechende Spanne größer als 4 Inch in den meisten Ausführungsformen ist.
Ferner weist der Filtermedienstreifen 16 typischerweise eine Breite zwischen der ersten Kante 50 und der zweiten Kante 52 auf, die über 4 Inch und häufiger zwischen 6 Inch und 20 Inch liegt, um eine entsprechende übereinstimmende Filtermedienpfadtiefe vorzusehen, die zwischen der Einlassseitenfläche 62 und der Auslassseitenfläche 64 verläuft und dann ebenfalls zwischen 6 Inch und 20 Inch liegt. Dementsprechend können gleicherweise, während herkömmliche Faltenpacks und Plattenformen häufig auf 4 Inch begrenzt sind, die den Abstand zwischen den Einlass- und Auslassstromseitenflächen definieren, hierin viel größere Abstände und Spannen zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche erzielt werden, während sie immer noch mit Walzprofilierung und Hochgeschwindigkeitsverarbeitungsausstattung eingesetzt werden.
Wie in 1 dargestellt, wird, wenn die gewünschte Größe des Filtermedienpacks 20 während Faltenzusammentragung und -zusammensetzung erzielt ist, die Filtermedienbahn geschnitten, vorzugsweise an ausgewählten Faltfalzlinien 42 durch ein Messer 90, was das Pack mit vorderen und hinteren Schnittkanten 91, 92 in beabstandeter Beziehung versieht.
Vorzugsweise, und wie dargestellt, liegen die Schnittkanten 91, 92 an Ecken des Packs und auf derselben Seite wie in 1 dargestellt und sind aus der Abdichtung derartiger Schnittkanten in 5 bis 6 (unten beschrieben) ersichtlich, obwohl die Schnittkanten außerdem an einer zwischenliegenden Stelle entlang vorderen und hinteren Faltplatten des Packs oder alternativ an Ecken liegen könnten, die sich nicht auf derselben Seite befinden (beispielsweise schräg gegenüberliegende Ecke).
Mit dieser Anordnung weist der Streifen der Filtermedien 16 ein erstes geschnittenes Seitenende 94 und ein gegenüberliegendes zweites geschnittenes Seitenende 96 auf, wie in 1 erkenntlich und im fertiggestellten Pack gezeigt, und wie er in eine Filterpatrone 98 eingegliedert sein kann, wie in 5 und 6 gezeigt.
Um Auslecken an diesen geschnittenen Enden zu vermeiden, sind axial verlaufende Enddichtungen 100, 102 (axial in dem Sinne, dass sie in der allgemeinen Richtung des Stroms von Fluid verlaufen, wie etwa in einer Inline-Filterkonstruktion, und/oder quer und vorzugsweise senkrecht zu den Einlass- und Auslassseitenflächen verlaufen) entlang einer ersten Seite des Filtermedienpacks, zwischen benachbarten Faltplatten am ersten geschnittenen Seitenende 94 abdichtend, und entlang einer zweiten Seite des Filtermedienpacks, zwischen benachbarten Faltplatten am ersten geschnittenen Seitenende 96 abdichtend, angebracht. Diese Dichtungen 100, 102 umfassen typischerweise Klebstoff, wie etwa Schmelzklebstoff, Leim oder anderen Klebstoff, und umfassen weiter bevorzugt Polyurethan, das expandieren kann, oder andere expandierende Klebstoffe, um Hohlräume in diesen Regionen zu füllen. Diese Dichtungen 100, 102 können in einer Raupe aufgebracht oder in einer Form festgeformt werden. Eine geformte Dichtung kann außerdem zusätzliche strukturelle Integrität in der Axialrichtung vorsehen.
Falls erwünscht, können die anderen freien Ecken 104, 106 außerdem optional eine axial verlaufende Struktur wie die Enddichtungen 100, 102 (beispielsweise aufgebrachte oder festgeformte axiale Stützstreifen) aufgebracht aufweisen, wobei jedoch an diesen freien Eckstellen keine Abdichtung erforderlich ist. Derartige ähnliche Klebstoffstrukturen an den freien Enden 104, 106 kann jedoch zusätzliche axiale Unterstützung vorsehen, falls erwünscht.
Mit dem Vorstehenden ist ein Verfahren zum Ausbilden des Filtermedienpacks vorgesehen, das Walzprofilieren (allgemein bei Bezugszeichen 107 in 1 angezeigt) des Streifens der Filtermedien 16 zum Enthalten einer Vielzahl von Faltfalzen 38 und optional einer Vielzahl von Prägungen 28 zum Vorsehen der Abstandhalterstrukturen beinhaltet. Der Walzprofiliervorgang kann in einem Schritt, wie in 1 dargestellt, mit einem einzelnen Satz von Walzen 12, 14, wie gezeigt, ausgeführt werden, obgleich mehr als ein Satz von Walzen zum Ausführen dieses Walzprofilierverfahrens in anderen Ausführungsformen benutzt werden kann.
Das Verfahren beinhaltet außerdem Falten der Filtermedien (beispielsweise allgemein durch Bezugszeichen 108 in 1 angezeigt) durch Falten des Streifens von Filtermedien 16 an der Vielzahl von Faltfalzen 38 zum Ausbilden der Faltplatten.
Das Verfahren beinhaltet außerdem Abdichten zwischen den ersten Paaren von Faltplatten nahe der Einlassstromseitenfläche und zwischen den zweiten Paaren von Faltplatten nahe der Auslassstromseitenfläche. Dies kann durch jegliche der oben beschriebenen Verfahren zum Enthalten von u.a. der Aufbringung von Dichtungsmittelraupen 58, 60 durch die Klebstoffapplikatoren 54, 56 erzielt werden.
Das Filtermedienpack 20 ist typischerweise in eine Filterpatrone 98 eingegliedert, die austauschbar in einem Gehäuse oder einer Leitung eingerichtet sein kann. Die Filterpatrone umfasst das Filtermedienpack 20, wie es oben beschrieben ist, und kann ferner einen Einlassgrenzrahmen 110 um die Einlassseitenfläche des Filtermedienpacks und/oder einen Auslassgrenzrahmen 112 um die Auslassseitenfläche des Filtermedienpacks umfassen. Der (die) Einlass- und/oder Auslassgrenzrahmen 110, 112 kann (können) entweder eine vorgeformte Grenzrahmenstruktur, die an den rechteckigen Ecken der Einlass- und/oder Auslassseitenfläche angeordnet und vorzugsweise anhaftend angebracht sein kann, oder weiter bevorzugt eine festgeformte rechteckige Grenzstruktur, wie etwa ein festgeformter Klebstoff, wie etwa geschäumtes Polyurethan oder Plastisol oder ein anderer härtender Klebstoff, umfassen.
Jeglicher oder beide der Einlass- und/oder Auslassgrenzrahmen 110, 112 kann (können) eine Gehäusedichtungsfläche 114 vorsehen, die einen fortlaufenden Abdichtungsring ausbildet, der sich am Umfang des Filtermedienpacks befindet und um das Pack verläuft, um ungefilterten Fluidstrom zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche zu verhindern.
Beispielsweise kann, wenn der Grenzrahmen aus Dichtungsmaterial wie etwa Plastisol oder weiter bevorzugt geschäumtem Polyurethan hergestellt ist, die Gehäusedichtungsfläche 114 eine fortlaufende Ringdichtung an einer Gehäuse- oder Leitungsfläche eines Luftreinigers (nicht gezeigt) ausbilden, um gegen Luftstrom abzudichten und Auslecken zu verhindern, wenn im Gebrauch als eine Filterpatrone eingesetzt.
Alle Verweise, darunter Veröffentlichungen, Patentanmeldungen und Patentschriften, die hierin zitiert sind, sind hiermit durch Bezugnahme im selben Ausmaß aufgenommen, als ob jeder Verweis als individuell und spezifisch als durch Bezugnahme aufgenommen angegeben wäre und in seiner Gesamtheit hierin aufgeführt wäre.
Die Verwendung der Begriffe „ein/e“ und „der/die/das“ und ähnliche Referenzen im Kontext des Beschreibens der Erfindung (besonders im Kontext der folgenden Ansprüche) ist als Abdeckung sowohl des Singulars als auch des Plurals auszulegen, falls hierin nicht anderes angegeben oder deutlich im Widerspruch zum Kontext. Die Begriffe „umfassend“, „aufweisend“, „beinhaltend“ und „enthaltend“ sind als offene Begriffe (d.h. in der Bedeutung von „enthaltend, jedoch nicht darauf beschränkt“) auszulegen, falls nicht anders angegeben. Die Angabe von Wertebereichen hierin soll lediglich als Kurzschriftverfahren der individuellen Bezugnahme auf jeden separaten Wert, der in den Bereich fällt, dienen, falls hierin nicht anders angegeben, und jeder separate Wert ist in die Spezifikation aufgenommen, als wäre er hierin individuell angegeben. Alle hierin beschriebenen Verfahren können in jeglicher geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden, falls hierin nicht anders angegeben oder ansonsten deutlich im Widerspruch zum Kontext. Die Verwendung von jeglichen und allen Beispielen oder beispielhaftem Sprachgebrauch (beispielsweise „wie etwa“), die hierin vorgesehen sind, soll lediglich der besseren Erläuterung der Erfindung dienen und legt dem Anwendungsbereich der Erfindung keine Beschränkung auf, falls nicht anders beansprucht. Keinerlei Sprachgebrauch in der Spezifikation sollte als jegliches nichtbeanspruchte Element als wesentlich für die praktische Umsetzung der Erfindung anzeigend ausgelegt werden.
Hierin sind bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben, darunter die beste, den Erfindern bekannte Art und Weise zum Ausführen der Erfindung. Variationen dieser bevorzugten Ausführungsformen werden für den Durchschnittsfachmann nach Lektüre der vorstehenden Beschreibung ersichtlich. Die Erfinder erwarten von Fachleuten, derartige Variationen, wo zweckmäßig, einzusetzen, und die Erfinder beabsichtigen, dass die Erfindung anders als spezifisch hierin beschrieben praktisch umgesetzt wird. Dementsprechend beinhaltet diese Erfindung alle Modifikationen und Äquivalente des in den hier beiliegenden Ansprüchen angegebenen Gegenstands, wie durch gültiges Recht zulässig. Zudem ist jegliche Kombination der oben beschriebenen Elemente in allen möglichen Variationen davon durch die Erfindung erfasst, falls hierin nicht anders angegeben oder ansonsten deutlich im Widerspruch zum Kontext.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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US 6375700 [0008]

Claims

Filtermedienpack, umfassend: einen Streifen eines Filtermediums, der zwischen einer ersten Kante und einer zweiten Kante verläuft und eine erste Seite und zweite Seite aufweist, wobei der Streifen zum Vorsehen einer ersten Vielzahl von Faltspitzen und einer zweiten Vielzahl von Faltspitzen gefaltet ist, wobei Faltplatten zwischen Faltspitzen verlaufen; eine Abstandhalterstruktur, die eine Beabstandung zwischen Faltplatten aufrechterhält; eine Einlassstromseitenfläche, die durch die erste Kante gebildet ist, und eine Auslassstromseitenfläche, die durch die zweite Kante gebildet ist, wobei die Faltspitzen quer zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verlaufen, und wobei abwechselnde erste Paare von Faltplatten nahe der Einlassstromseitenfläche geschlossen sind und zweite Paare von Faltplatten nahe der Auslassstromseitenfläche geschlossen sind.
Filtermedienpack nach Anspruch 1, wobei die Abstandhalterstruktur eine Vielzahl von Prägungen umfasst, die einstückig im Streifen des Filtermediums ausgebildet sind und zum Aufrechterhalten einer Beabstandung von Faltplatten angeordnet sind.
Filtermedienpack nach Anspruch 2, wobei die Prägungen zum Erzeugen einer Faltbeabstandung von zumindest zwei Millimetern angeordnet sind.
Filtermedienpack nach Anspruch 2, wobei die Prägungen eine Vielzahl von Riffelungen umfassen, die in dem Filtermedium ausgebildet sind, wobei die Riffelungen zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche entweder fortlaufend oder unterbrochen verlaufen.
Filtermedienpack nach Anspruch 4, wobei die Riffelungen parallel an den Faltspitzen ausgerichtet sind.
Filtermedienpack nach Anspruch 4, wobei die Riffelungen eine Tiefe von zumindest 2 Millimetern aufweisen, wobei benachbarte Glieder von Faltplatten zwischen 2 und 8 Millimeter beabstandet sind, und wobei flache Regionen des Filtermediums zwischen benachbarten Gliedern von Faltplatten angeordnet sind, wobei die flachen Regionen über eine Breite verlaufen, die zumindest das Zweifache einer Spannweite der Prägungen beträgt.
Filtermedienpack nach Anspruch 2, wobei die Prägungen männliche und weibliche Prägungen enthalten, die in der Filtermedienbahn ausgebildet sind, wobei die männlichen Prägungen entlang der ersten Seite nach außen vorstehen und die weiblichen Prägungen entlang der zweiten Seite nach außen vorstehen.
Filtermedienpack nach Anspruch 2, wobei flache Regionen des Filtermediums zwischen benachbarten Prägungen ausgebildet sind, wobei die Prägungen einer ersten Faltplatte flache Regionen entlang einer zweiten Faltplatte kontaktieren.
Filtermedienpack nach Anspruch 2, wobei Prägungen, die entlang erster Faltplatten ausgebildet sind, Prägungen, die entlang zweiter Faltplatten ausgebildet sind, kontaktieren, wobei Beabstandung zwischen Faltplatten größer als eine Tiefe der Prägungen als eine Kombination der Prägungen entlang sowohl der ersten Faltplatten als auch der zweiten Faltplatten ist.
Filtermedienpack nach Anspruch 1, wobei jede Faltspitze durch zumindest zwei Falze ausgebildet ist, wobei die Falze zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verlaufen, um eine Faltspitze mit einer Breite von zumindest 2 Millimeter zum Beabstanden von benachbarten Gliedern von Faltplatten vorzusehen.
Filtermedienpack nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine erste Dichtungsmittelraupe, die auf der ersten Seite nahe der ersten Kante zum abdichtenden Schließen der ersten Paare von Faltplatten nahe der Einlassseitenfläche aufgebracht ist; eine zweite Dichtungsmittelraupe, die auf der zweiten Seite nahe der zweiten Kante zum abdichtenden Schließen der zweiten Paare von Faltplatten nahe der Auslassseitenfläche aufgebracht ist.
Filtermedienpack nach Anspruch 1, wobei der gefaltete Streifen eine Faltentiefe von zumindest 4 Inch umfasst.
Filtermedienpack nach Anspruch 1, wobei der Streifen eine zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante verlaufenden Breite von zwischen 6 Inch und 20 Inch aufweist, um eine zusammenpassende Filtermedienpacktiefe vorzusehen, die zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verläuft.
Filtermedienpack nach Anspruch 1, wobei der Streifen des Filtermediums ein erstes geschnittenes Seitenende und ein zweites geschnittenes Seitenende aufweist, ferner umfassend eine erste Enddichtung entlang einer ersten Seite des Filtermedienpacks, die zwischen benachbarten Faltplatten am ersten geschnittenen Seitenende abdichtet, und eine zweite Enddichtung entlang einer zweiten Seite des Filtermedienpacks, die zwischen benachbarten Faltplatten am zweiten geschnittenen Seitenende abdichtet.
Filtermedienpack nach Anspruch 1, wobei die Abstandhalterstruktur zumindest eines von Folgendem umfasst: a) eine Klebstoffabstandhalterraupe, die auf dem Filtermedium abgelagert ist, und 2) einen strukturellen Einsatz separat zum Streifen des Filtermediums, der zwischen benachbarten Gliedern von Faltplatten eingesetzt ist.
Filtermedienpack nach Anspruch 1, wobei die Abstandhalterstruktur benachbarte Glieder von Faltplatten an einer zentralen Stelle zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante von zumindest 2 Millimetern beabstandet.
Verfahren zum Ausbilden des Filtermedienpacks nach Anspruch 1, umfassend: Walzprofilieren des Streifens des Filtermediums zum Erhalten einer Vielzahl von Faltfalzen und einer Vielzahl von Prägungen zum Bereitstellen der Abstandhalterstrukturen; Falten des Filtermediums durch Falzen der Filtermedien an der Vielzahl von Faltfalzen zum Ausbilden der Faltplatten; und Abdichten zwischen den ersten Paaren von Faltplatten nahe der Einlassstromseitenfläche und zwischen den zweiten Paaren von Faltplatten nahe der Auslassstromseitenfläche.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Walzprofilieren Benutzung von zwei zusammenwirkenden Walzen umfasst, die zum Pressen der Filtermedien dazwischen mit zumindest einer Kerbstange und einer Vielzahl von Prägestangen an zumindest einer der zusammenwirkenden Walzen zusammen drehen, um die entsprechenden Falze und die Prägungen in einem einstufigen Vorgang in den Filtermedien auszubilden, wobei die zumindest eine Kerbstange und die Vielzahl von Prägestangen axial bezüglich Drehmittelachsen der zwei zusammenwirkenden Walzen verlaufen.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei jede der zwei zusammenwirkenden Walzen Prägestangen enthält.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Abdichten Aufbringen einer Klebstoffraupe an der ersten und zweiten Seite in einer horizontalen Richtung, während der Streifen der Filtermedien in einer vertikalen Richtung vorgerückt wird, umfasst, wobei das Aufbringen vor dem Falten, das die Faltplatten ausbildet, ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend Schneiden des Streifens des Filtermediums zum Erzeugen eines ersten geschnittenen Seitenendes und eines zweiten geschnittenen Seitenendes und Abdichten von Seiten des Filtermedienpacks entlang der ersten geschnittenen Seite und der zweiten geschnittenen Seite zwischen ersten und zweiten gegenüberliegenden Seiten, die zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verlaufen.
Filterpatronenanordnung, umfassend das Filtermedienpack nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Einlassgrenzrahmen um die Einlassseitenfläche des Filtermedienpacks; und einen Auslassgrenzrahmen um die Auslassseitenfläche des Filtermedienpacks.
Filterpatronenanordnung, umfassend das Filtermedienpack nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Gehäusedichtung an einem Umfang des Filtermedienpacks und um das Pack verlaufend, um ungefilterten Fluidstrom zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche zu verhindern.
Filterpatronenanordnung nach Anspruch 23, wobei der Streifen des Filtermediums ein erstes geschnittenes Seitenende und ein zweites geschnittenes Seitenende aufweist, ferner umfassend eine erste Enddichtung entlang einer ersten Seite des Filtermedienpacks, die zwischen benachbarten Faltplatten am ersten geschnittenen Seitenende abdichtet, und eine zweite Enddichtung entlang einer zweiten Seite des Filtermedienpacks, die zwischen benachbarten Faltplatten am zweiten geschnittenen Seitenende abdichtet.
Filterpatronenanordnung, umfassend: ein Filtermedienpack, das einen einzelnen Streifen von Medium in der Form einer geriffelten Bahn umfasst, wobei gegenüberliegende Enden der geriffelten Bahn in abwechselnder Abfolge durch Haftung befestigt sind, um abwechselnde Einlass- und Auslassstromkanäle zu definieren, die an einem Ende offen und am anderen geschlossen sind und zwischen ersten und zweiten, gegenüberliegenden Stromflächen verlaufen.
Filterpatronenanordnung nach Anspruch 25, wobei die geriffelte Bahn eine Vielzahl von Prägungen umfasst, die einstückig im einzelnen Streifen ausgebildet sind und zum Aufrechterhalten einer Beabstandung von Faltplatten konfiguriert sind, wobei die Prägungen eine Tiefe von zumindest 1 Millimeter aufweisen, und wobei die Prägungen eine Vielzahl von Riffelungen umfassen, die in den Filtermedien ausgebildet sind, wobei die Riffelungen zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche entweder fortlaufend oder unterbrochen verlaufen, um die geriffelte Bahn vorzusehen.
Filterpatronenanordnung nach Anspruch 26, wobei die Riffelungen vorzugsweise eine Tiefe von zumindest 1 Millimeter aufweisen, und wobei die einzelne Bahn mit Faltplatten gefaltet ist, wobei benachbarte Glieder von Faltplatten zwischen 2 und 8 Millimetern beabstandet sind, und wobei flache Regionen des Filtermediums zwischen benachbarten Gliedern von Faltplatten angeordnet sind, wobei die flachen Regionen über eine Breite verlaufen, die zumindest das Zweifache einer Spannweite der Prägungen beträgt.
Filterpatronenanordnung nach Anspruch 25, wobei der einzelne Streifen zum Vorsehen einer ersten Vielzahl von Faltspitzen und einer Vielzahl von zweiten Faltspitzen gefaltet ist, wobei Faltplatten zwischen Faltspitzen verlaufen, wobei die Kanäle zwischen benachbarten Faltplatten definiert sind.
Filterpatronenanordnung nach Anspruch 28, wobei zumindest eine der Faltplatten Riffelungen zum Vorsehen der geriffelten Bahn definiert, wobei die Riffelungen parallel an den Faltspitzen ausgerichtet sind.
Filterpatronenanordnung nach Anspruch 28, wobei jede Faltspitze durch zumindest zwei Falze ausgebildet ist, wobei die Falze zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche zum Vorsehen einer Faltspitze mit einer Breite von zumindest 2 Millimetern verlaufen, um benachbarte Glieder von Faltplatten zu beabstanden.
Filterpatronenanordnung nach Anspruch 25, ferner umfassend: eine erste Dichtungsmittelraupe und eine zweite Dichtungsmittelraupe, die auf den gegenüberliegenden Enden der geriffelten Bahn aufgebracht sind, um die geriffelte Bahn durch Haftung an sich selbst zu befestigen.
Filterpatronenanordnung nach Anspruch 25, wobei der einzelne Streifen mit Falten gefaltet ist, die eine Faltentiefe aufweisen, die größer als 4 Inch ist, und wobei der einzelne Streifen über eine Spanne über erste und zweite, gegenüberliegende Stromflächen zwischen 6 Inch und 20 Inch verläuft, um eine zusammenpassende Filtermedienpacktiefe vorzusehen, die dazwischen verläuft.
Filtermedienpack, umfassend: einen fortlaufenden Streifen eines Filtermediums, der zwischen einer ersten Kante und einer zweiten Kante verläuft und eine erste Seite und zweite Seite aufweist, wobei der fortlaufende Streifen gefaltet ist, um eine erste Vielzahl von Faltspitzen und eine zweite Vielzahl von Faltspitzen vorzusehen, wobei Faltplatten zwischen Faltspitzen verlaufen, wobei der fortlaufende Streifen eine Falttiefe umfasst, die größer als 2 Inch ist; eine Vielzahl von Prägungen, die einstückig im fortlaufenden Streifen der Filtermedien ausgebildet sind, wobei die Prägungen entlang der Faltplatten vorstehen, wobei flache Regionen der Filtermedien zwischen Prägungen angeordnet sind; eine Einlassstromseitenfläche, die durch die erste Kante erzeugt ist, und eine Auslassstromseitenfläche, die durch die zweite Kante erzeugt ist, wobei die Faltspitzen quer zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verlaufen, wobei abwechselnde erste Paare von Faltplatten nahe der Einlassstromseitenfläche geschlossen sind und zweite Paare von Faltplatten nahe der Auslassstromseitenfläche geschlossen sind; eine erste Dichtungsmittelraupe, die auf der ersten Seite nahe der ersten Kante zum abdichtenden Schließen der ersten Paare von Faltplatten nahe der Einlassseitenfläche aufgebracht ist; und eine zweite Dichtungsmittelraupe, die auf der zweiten Seite nahe der zweiten Kante zum abdichtenden Schließen der zweiten Paare von Faltplatten nahe der Auslassseitenfläche aufgebracht ist.
Filtermedienpack nach Anspruch 33, wobei der fortlaufende Streifen eine Falttiefe umfasst, die zumindest 4 Inch beträgt, und wobei die Prägungen eine Tiefe von zumindest 2 Millimetern aufweisen, wobei die Prägungen eine Vielzahl von Riffelungen umfassen, die in dem Filtermedium ausgebildet sind, wobei die Riffelungen zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche entweder fortlaufend oder unterbrochen verlaufen, und wobei der fortlaufende Streifen eine zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante verlaufenden Breite von zwischen 6 Inch und 20 Inch aufweist, um eine zusammenpassende Filtermedienpacktiefe vorzusehen, die zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verläuft.
Filtermedienpack nach Anspruch 33, wobei die Prägungen Abstandhalterstrukturen vorsehen, die eine Beabstandung zwischen Faltplatten aufrechterhalten, indem sie zum Kontaktieren von Prägungen entlang Faltplatten angeordnet sind, und/oder indem sie zum Kontaktieren der flachen Regionen am benachbarten Glied der Faltplatten angeordnet sind.
Filtermedienpack nach Anspruch 33, wobei jede Faltspitze durch zumindest zwei Falze ausgebildet ist, wobei die Falze zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche zum Vorsehen einer Faltspitze mit einer Breite von zumindest 2 Millimetern verlaufen, um benachbarte Glieder von Faltplatten zu beabstanden.
Filtermedienpack nach Anspruch 33, wobei der fortlaufende Streifen des Filtermediums ein erstes geschnittenes Seitenende und ein zweites geschnittenes Seitenende aufweist, ferner umfassend eine erste Enddichtung entlang einer ersten Seite des Filtermedienpacks, die zwischen benachbarten Faltplatten am ersten geschnittenen Seitenende abdichtet, und eine zweite Enddichtung entlang einer zweiten Seite des Filtermedienpacks, die zwischen benachbarten Faltplatten am zweiten geschnittenen Seitenende abdichtet.
Verfahren zum Ausbilden eines Filtermedienpacks, umfassend: Walzprofilieren eines Streifens eines Filtermediums zum Erhalten einer Vielzahl von Faltfalzen und einer Vielzahl von Prägungen; Falten des Filtermediums durch Falzen der Filtermedien an der Vielzahl von Faltfalzen zum Ausbilden der Faltplatten, wobei die Prägungen zum Beabstanden von benachbarten Faltplatten angeordnet sind; Abdichten zwischen den ersten Paaren von Faltplatten nahe einer Einlassstromseitenfläche und zwischen den zweiten Paaren von Faltplatten nahe einer Auslassstromseitenfläche, wobei die Faltfalze zwischen der Einlassstromseitenfläche und der Auslassstromseitenfläche verlaufen.
Verfahren nach Anspruch 38, wobei das Walzprofilieren Benutzung von zwei zusammenwirkenden Walzen umfasst, die zum Pressen des Filtermediums dazwischen mit zumindest einer Kerbstange und einer Vielzahl von Prägestangen an zumindest einer der zusammenwirkenden Walzen zusammen drehen, um die entsprechenden Falze und die Prägungen in einem einstufigen Vorgang in dem Filtermedium auszubilden, wobei die zumindest eine Kerbstange und die Vielzahl von Prägestangen axial bezüglich Drehmittelachsen der zwei zusammenwirkenden Walzen verlaufen.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei jede der zwei zusammenwirkenden Walzen Prägestangen enthält.
Verfahren nach Anspruch 38, wobei das Abdichten durch Aufbringen einer Klebstoffraupe an der ersten und zweiten Seite in einer horizontalen Richtung, während der Streifen des Filtermediums in einer vertikalen Richtung vorgerückt wird, umfasst, wobei das Aufbringen vor dem Falten, das die Faltplatten ausbildet, ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 38, ferner umfassend Schneiden des Streifens des Filtermediums zum Erzeugen eines ersten geschnittenen Seitenendes und eines zweiten geschnittenen Seitenendes und Abdichten von Seiten des Filtermedienpacks entlang der ersten geschnittenen Seite und der zweiten geschnittenen Seite zwischen ersten und zweiten gegenüberliegenden Seiten, die zwischen der Einlassseitenfläche und der Auslassseitenfläche verlaufen.
Filtermedienpack nach Anspruch 2, wobei die Faltplatten abwechselnde flache prägungsfreie Platten und geprägte Platten enthalten.
Filtermedienpack nach Anspruch 43, wobei die Prägungen auf den geprägten Platten ohne flache Regionen dazwischen fortlaufend sind.