專利名稱：過濾器結構；外殼；組件及方法
技術領域：
本申請涉及空氣過濾器，例如，用于凈化車輛和其他設備的發(fā)動機助燃空氣。本申請?zhí)峁┝藘?yōu)選的部件，組件和方法。
背景技術：
氣流中通常攜帶有顆粒狀材料。在很多情況，需要從氣流中除去某些或全部顆粒狀材料。例如，進入機動車輛或發(fā)電設備的發(fā)動機進風口氣流中通常包括顆粒狀材料。所述顆粒狀材料如果到達相關機構的內部工作區(qū)，可能造成重大破壞。因此，對于這些系統(tǒng)來說，優(yōu)選從相關發(fā)動機或其他設備的氣流上游除去所述顆粒狀材料。業(yè)已開發(fā)了用于去除顆粒物的多種空氣過濾器結構。
存在使用這樣的空氣過濾器結構的總體趨勢，該結構將z-過濾介質結構用作介質包。一般，z-過濾介質結構可表征為包括槽紋片材固定至表面片材，形成介質包結構。z-過濾結構的示例在下述文獻中有描述PCT公開號WO 97/40918，
公開日為1997年11月6日；美國專利6,190,432和6,350,291；PCT申請US 04/07927，申請日為2004年3月17日；美國臨時申請60/532,783，申請日為2003年12月22日；PCT公開號03/095068，
公開日為2003年11月20日；PCT公開號WO 04/007054，
公開日為2004年1月22日；PCT公開號WO 03/084641，
公開日為2003年10月16日；和，美國臨時申請60/543,804，申請日為2004年2月11日；所引用的每份文獻的完整內容在此被結合入本文。
對于某些結構，希望開發(fā)出這樣的設置，其中z-過濾介質通過外殼的側面(而不是末端)裝載入空氣過濾器外殼中。這樣的結構披露于，例如WO 03/095068中，該文獻在此被結合入本文。
一般，一直在尋求改進。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明，提供了不同的特征和技術，以便有利于用于空氣過濾器結構或者作為空氣過濾器結構的部件。提供了某些優(yōu)選的部件，以及采用這些部件的組件。另外，提供了組裝，維修和使用方法。
正如在實施例中所示出的，本文所披露的具體元件部分，技術和結構可以一起使用，以使優(yōu)點突出。不過，可以對它們進行分別選擇和利用以產生其他有利結構。因此，對本發(fā)明的結構沒有特定要求，展示了所披露的所有不同的有利特征。
所披露的有利特征包括可用在空氣過濾器組件內的帶式或匣式部件。匣式部件被設置成有利于在使用期間將z-過濾介質包容納其內。所述匣式部件和介質包可以人工分離或永久安裝。在本文中，術語″人工分離″及其變化形式表示所述部件可以在平常手的壓力下分離，而不損壞匣式部件，允許所述匣式部件被再利用。當組裝在一起時，匣式部件和過濾器濾芯有時被稱作過濾器濾芯/匣組合或其變化形式。
所提供的其他有利特征包括具有有利安裝結構的總體外殼結構。所披露的一種具體安裝結構是盒狀U形結構，它具有三個用于安裝的側面，對應盒狀U形的兩個相對側和一個底部。在本文中，術語″盒狀″是指由三個直的安裝側面形成的u-形；即，兩個相對的平行側面和延伸其間的中央底部。盡管其他方案是可行的，在所示出的通常優(yōu)選結構中，在空氣過濾器外殼上提供有側面維修口，所述維修口位于與盒狀U形安裝結構的中央底部相對的位置。
還提供了空氣過濾器的模塊結構，包括分別預制并然后可組裝的部件，對應于入口部分；中央或主空氣過濾器濾芯容納部分；進出口蓋；和出口部分。這些部件可以是預制的，然后被組裝成空氣過濾器。通常優(yōu)選的空氣過濾器包括用塑料模制的這些部件，然后被焊接或以其他方式固定在一起，以形成空氣過濾器外殼。
還提供了用于本發(fā)明的優(yōu)選空氣過濾器結構的優(yōu)選安全元件結構。所述安全元件包括便于手工操縱的手柄結構，以及有助于安裝的樞軸突出部分。
從下面的附圖和詳細說明可以理解其他優(yōu)選的特征，部件和技術。


圖1是本發(fā)明的空氣過濾器組件的入口端透視圖。
圖2是沿圖1的線2-2的水平剖視圖。
圖3是沿圖1的線3-3的垂直剖視圖。
圖4是沿圖1的線4-4的垂直剖視圖。
圖5是可用于圖1所示組件的匣式部件的端視圖。
圖6是沿圖5的線6-6的剖視圖。
圖7是沿圖5的線7-7的剖視圖。
圖7A是圖5所示匣式部件的入口端透視圖。
圖8是具有類似于圖1所示組件特征的組件的示意性透視圖。
圖9是圖8所示組件的示意圖，示出移去蓋子步驟的開始部分。
圖10是圖8和9所示的結構，示出相對圖9而言移去蓋子的后期部分。
圖11是圖8-10所示結構的示意圖，示出移去蓋子并移去過濾器濾芯部件。
圖12是圖11所示結構的示意圖，示出過濾器濾芯部件從匣和蓋子部件分離，所示兩者均從空氣過濾器外殼移去。
圖13示出圖12中部分移去安全或次級過濾器。
圖14表示圖13中完全移去安全過濾器。
圖15表示圖8所示的組件，所示出的出口部件和入口部件分離，以便理解它們是如何交替安裝的。
圖16A-X是表示具有圖8所示某些特征的組件如何能夠沿多個取向安裝的示意圖；圖16A-X僅僅示出了一些可能的取向。
圖17是圖1所示空氣過濾器的另一個實施例的透視圖。
圖18是包括空氣過濾器的系統(tǒng)的示意圖。
圖19是圖3所示主要或初級過濾器濾芯的側視圖。
圖20是圖19所示主要或初級過濾器濾芯的俯視(出口端)圖。
圖21是圖19所示的過濾器濾芯沿圖20的線21-21的剖視圖。
圖22是可用于圖3和19-21所示過濾器濾芯的z-過濾介質的局部圖。
圖23是可用于圖1-3所示組件的安全元件的俯視平面圖。
圖24是圖23所示安全元件的入口端透視圖。
圖25是沿圖23的線25-25的剖視圖。
圖26是可用于本發(fā)明結構的z-過濾介質的第二局部示意性透視圖。
圖27是圖26所示部分介質的示意性剖視圖。
圖28是不同波紋狀介質定義的示例的示意圖。
圖29是根據本發(fā)明用于制造介質的方法的示意圖。
圖30是可用于本發(fā)明結構的介質槽紋的可選末端針刺的剖視圖。
圖31是根據本發(fā)明原理的第二種空氣過濾器組件的側面正視圖。
圖32是圖31所示空氣過濾器的俯視平面圖。
圖33是圖31所示空氣過濾器的入口端視圖。
圖34是圖31所示空氣過濾器的出口端視圖。
圖35是圖31所示空氣過濾器的側面透視圖。
圖36是圖31所示空氣過濾器的分解透視圖。
圖37是圖31所示的空氣過濾器沿圖35的線37-37的剖視圖。
圖38是圖31所示的空氣過濾器沿圖35的線38-38的剖視圖。
圖39是可用于圖31所示空氣過濾器組件的過濾器濾芯的側面正視圖。
圖40是圖39所示過濾器濾芯的剖視圖。
圖41是圖39所示過濾器濾芯的透視圖。
圖42是可用于將圖39的過濾器濾芯容納在圖31的空氣過濾器內的匣的入口端視圖。
圖43是圖42所示過濾器濾芯沿線43-43的剖視圖。
圖44是圖42所示過濾器濾芯沿線44-44的剖視圖。
圖45是子組件的出口端透視圖，該子組件包括圖39的過濾器元件容納在圖42的匣內。
圖46是圖45所示組件的入口端的入口端透視圖。
圖47是第三種空氣過濾器組件的側面正視圖。
圖48是圖47所示空氣過濾器組件的分解示意圖。
圖49是第四種空氣過濾器組件的分解示意圖。
圖50是圖49所示空氣過濾器組件的剖視圖。
圖51是過濾器濾芯的另一個實施例的透視圖。
圖52是圖51所示過濾器濾芯的另一透視圖。
圖53是圖51和52所示過濾器濾芯的剖視圖。
圖54是根據本發(fā)明原理的空氣過濾器組件另一個實施例的透視圖。
圖55是圖54所示空氣過濾器組件的剖視圖，并且示出了圖51和52的過濾器濾芯可操作地安裝在其內。
圖56是圖54所示空氣過濾器組件的剖視圖，剖面沿圖55的線56-56。
圖57是圖54所示空氣過濾器組件的端面正視圖，示出了出口端。
圖58是圖54所示空氣過濾器組件的端面正視圖，示出了入口端。
圖59是圖54所示空氣過濾器組件的俯視平面圖。
圖60是圖54所示空氣過濾器組件的仰視平面圖。
圖61是圖54所示空氣過濾器組件的側面正視圖。
圖62是圖51和52所示過濾器濾芯的仰視平面圖。
具體實施例方式
I.概述Z-過濾介質結構。
槽紋狀過濾介質可以多種方式用于提供流體過濾結構。一種眾所周知的方式是z-過濾結構。本文所使用的術語″z-過濾結構″，表示這樣的過濾結構，其中，單獨波紋狀的，折疊的或以其他方式形成的過濾槽紋被用于形成縱向，通常平行的，入口和出口過濾槽紋組，以便流體流過介質；流體沿槽紋長度在介質相對的入口和出口流動端(或流動面)之間流動。z-過濾介質的一些示例披露于以下文獻中美國專利5,820,646；5,772,883；5,902,364；5,792,247；5,895,574；6,210,469；6,190,432；6,350,296；6,179,890；6,235,195；Des.399,944；Des.428,128；Des.396,098；Des.398,046；和Des.437,401；以上15份引用文獻中的每一份在此都被結合入本文。
一種類型的z-過濾介質，采用兩種特定的介質部件結合在一起，以形成介質結構。這兩個部件是(1)槽紋狀(通常是波紋狀)介質片材；和，(2)表面介質片材。表面介質片材通常是非波紋狀的，不過，它可以是波紋狀的，例如，垂直于槽紋方向，如美國臨時申請60/543,804，申請日為2004年2月11日中所披露，在此被結合入本文。
槽紋狀(通常是波紋狀)介質片材和表面介質片材一起用于形成具有平行入口和出口槽紋的介質。在一些情況，槽紋片材和表面片材固定在一起，并隨后卷繞，以形成z-過濾介質結構。這樣的結構披露于，例如，U.S.6,235,195和6,179,890，所述文獻分別在此被結合入本文。在某些其他結構中，固定至表面介質的一些槽紋介質的非卷繞部分彼此層疊，以形成過濾結構。這種結構的一個示例披露于5,820,646號專利的圖11中，在此被結合入本文。
對于本文所披露的具體應用，優(yōu)選卷繞結構。通常，槽紋片材/表面片材組合環(huán)繞自身卷繞以形成卷繞的介質包，是通過將表面片材向外進行的。一些卷繞技術披露于申請日為2003年5月2日的美國臨時申請60/467,521，和申請日為2004年3月17日的PCT申請US 04/07927，所述文獻分別在此被結合入本文。所得到的卷繞結構一般具有作為介質包外表面的部分表面片材。
本文所使用的術語″波紋狀″表示介質結構，是指將介質從兩個波紋輥之間通過而得到的槽紋結構，即，進入兩個輥之間的輥隙或咬合部分，這兩個輥各自具有適合在所得到的介質產生波紋影響的表面特征。術語″波紋″不是指采用不涉及讓介質進入波紋輥之間咬合部分的技術形成的槽紋。不過，術語″波紋狀″適用于即使介質在波紋形成之后的進一步改變或變形，所述波紋形成例如通過披露于
公開日為2004年1月22日的PCT WO 04/007054的折疊技術，在此被結合入本文。
波紋狀介質是特定形式的槽紋介質。槽紋介質是這樣的介質，它具有穿過其間延伸的單獨槽紋(例如，通過諸如壓制波紋或折疊的技術形成)。
采用z-過濾介質的可維修過濾元件或過濾器濾芯結構有時被稱作″直通流動結構″或其變化形式。一般，在本文中，表示可維修的過濾元件一般具有入口流動端(或面)和相對的出口流動端(或面)，使流體一般沿相同的直通方向進入并離開過濾器濾芯。在本文中術語″可維修的″是指含有介質的過濾器濾芯定期地從相應的流體過濾器取出并更換。在一些場合，每個入口流動端和出口流動端大體是扁平或平面的，兩者彼此平行。不過，這種結構的變化形式，例如，非平面表面是可行的。
直通流動結構(特別對于卷繞介質包)是與，例如可維修的過濾器濾芯，如在此被結合入本文的美國專利號6,039,778所示類型的圓柱狀折疊過濾器濾芯不同的，在該文獻中流動一般在通過可維修的濾芯時轉向。就是說，在6,039,778號專利的過濾器中，流體通過圓柱側面進入圓柱狀過濾器濾芯，然后轉向通過端面排出(在向前流動的系統(tǒng)中)。在通常的反向流動系統(tǒng)中，流體通過端面進入可維修的圓柱狀濾芯，然后轉向通過圓柱狀過濾器濾芯的側面排出。這種反向流動系統(tǒng)的示例在美國專利號5,613,992中示出，在此被結合入本文。
本文所使用的術語″z-過濾介質結構″及其變化形式，是指以下結構中的任意一種或全部波紋或其他槽紋介質網固定在表面介質上，具有適當密封以允許形成入口和出口槽紋；或，所述介質卷繞或以其他方式構造或形成入口和出口槽紋的三維網絡；和/或，包括所述介質的過濾器結構。
在圖26中，示出了可用于z-過濾介質的介質401的示例。介質401由波紋片材403和表面片材404形成。
一般，圖26的波紋片材403一般在本文中被表征為具有規(guī)則的，彎曲的，槽紋或波紋407的波型。在本文中，術語″波型″是指交替的波谷407b和波峰407a的槽紋或波紋型式。在本文中，術語″規(guī)則的″是指以下事實成對的波谷和波峰(407b，407a)以大體上相同重復的波紋(或槽紋)形狀和尺寸交替(另外，通常在規(guī)則的結構中，每個波谷407b實質上是每個波峰407a的反相)。術語″規(guī)則的″因而表示波紋(或槽紋)型包括波谷和波峰，每對(包括相鄰的波谷和波峰)重復，至少在70％的槽紋長度上波紋尺寸和形狀沒有實質改變。在本文中，術語″實質″是指由于在用于產生波紋或槽紋片材的工藝或形成中的變化而導致的改變，而不是由于介質片材403的撓性這一事實所導致的微小變化。對于重復型式的特征，并不意味著在任何給定過濾器結構中，必須存在等同數量的波峰和波谷。介質401可以，例如在一對波峰和波谷之間終止，或者部分沿一對波峰和波谷終止(例如，在圖26中，局部示出的介質401具有8個完整的波峰407a和7個完整的波谷407b)。另外，相對的槽紋端(波谷和波峰末端)可以彼此不同。在上述定義中，末端的這些變化是被忽略的，除非另有說明。就是說，槽紋末端的變化傾向被上述定義所包含。
在本文中表征″彎曲的″波紋波型時，術語″彎曲的″是指波紋型式不是由于對介質提供折疊或折縫的形狀所造成的，而是由于每個波峰的頂端407a和每個波谷的底部407b是沿輻射狀曲線形成的。盡管其他方案是可行的，所述z-過濾介質的通常半徑為至少0.25mm，通常不超過3mm(由上述定義的不彎曲介質也可以使用)。
圖26中所示出的波紋片材403的特定規(guī)則，彎曲的波型的另一特征是，在接近每個波谷和每個相鄰波峰之間的中點430，沿槽紋407的大部分長度，具有過渡區(qū)，在這里彎曲部分倒置。例如，觀察圖26的背側或面403a，波谷407b是凹入區(qū)域，而波峰407a是凸出區(qū)域。當然，當朝向正側或面403b觀察時，側面403a的波谷407b形成波峰；和，面403a的波峰407a形成波谷。(在一些情況，區(qū)域430可以是直段，而不是一個點，在直段430的末端彎曲倒置)。
圖26中示出的特定規(guī)則，彎曲波型的波紋片材403的特征是，單個波紋大體上是直的。在本文中，″直的″表示在穿過邊緣408和409之間的至少70％(通常至少80％)的長度，波峰407a和波谷407b的截面沒有實質變化。術語″直的″結合圖26所示的波紋型式，部分區(qū)別于在此被結合入本文的WO97/40918的圖1和PCT公開號為WO 03/47722，
公開日為2003年6月12日中描述的波紋介質的錐形槽紋型式。例如，WO 97/40918的圖1所示的錐形槽紋是彎曲波型，但不是″規(guī)則的″型式，或如本文所用的術語具有直槽紋型式。
參見圖26并且參考以上說明，介質401具有第一和第二相對的邊緣408和409。當介質401卷繞并形成介質包時，一般邊緣409會形成介質包的入口端，而邊緣408則形成出口端，盡管相反的方向是可行的。
靠近邊緣408處提供有密封劑，在這里以密封邊(sealant bead)410的形式，將波紋狀(槽紋狀)片材403和表面片材404密封在一起。密封邊410有時被稱作″單面″密封邊，當它作為密封邊在波紋片材403和表面片材404之間以形成單面或介質條401時。密封邊410密封封閉靠近邊緣408的單個槽紋411，禁止空氣從其通過。
靠近邊緣409處提供了密封劑，在這里是以密封邊414的形式。密封邊414靠近邊緣409，一般禁止槽紋415通過未經過濾的流體。密封邊414通常應用于介質401圍繞自身卷繞的情況，使波紋片材403朝向內側。因此，密封邊414會在表面片材404的背側417和波紋片材403的側面418之間形成密封。當它應用在條401卷繞成卷繞的介質包時，密封邊414有時被稱作″卷繞密封邊″。如果介質401被切割成條并且層疊，而非卷繞，密封邊414就是″層疊密封邊″。
參見圖26，一旦將介質401整合入介質包，例如通過卷繞或層疊，就可以按以下方式操作。首先，空氣沿箭頭412的方向進入靠近末端409的開口槽紋411。由于末端408被密封邊410封閉，空氣會沿箭頭413所示方向通過介質。隨后空氣通過靠近介質包末端408的槽紋415的開口端415a離開介質包。當然，操作可以沿相反的空氣流方向進行。介質包對穿過其間未經過濾的空氣流是封閉的。
對于圖26中所示出的具體結構來說，平行的波紋407a，407b從邊緣408到邊緣409沿整個介質大體是直的。直槽紋或波紋可以在選定的位置變形或折疊，尤其在末端。用于閉合槽紋末端的改變一般在上述″規(guī)則的″，″彎曲的″和″波型″的定義中被忽略。
不采用直的，規(guī)則彎曲的波型波紋(槽紋)形狀的Z-過濾器結構是已知的。例如，在Yamada等的U.S.5,562,825中示出了采用有些半圓形的(截面)入口槽紋靠近窄V形(具有彎曲側面)出口槽紋的波紋型式(見5,562,825的圖1和3)。在Matsumoto等的U.S.5,049,326號專利中，示出了圓形(截面)或管狀槽紋，它通過具有半管的一個片材連接至具有半管的另一個片材形成，在所得到的平行，直槽紋之間具有扁平區(qū)域，參見Matsumoto′326的圖2。在Ishii等的U.S.4,925,561(圖1)中，示出了折疊成具有矩形截面的槽紋，其中所述槽紋沿其長度逐漸變細。在WO 97/40918(圖1)中，示出了具有彎曲波型(來自相鄰的彎曲凸起和凹入的槽)，但沿其長度逐漸變細(并因此不是直的)的槽紋或平行波紋。另外，在WO 97/40918中，示出了具有彎曲波型，但具有不同尺寸的波峰和波谷的槽紋。
一般，過濾介質是相當柔性的材料，通常為無紡纖維材料(纖維素纖維，合成纖維或這兩者)，其內經常包括樹脂，有時用其他材料處理。因此，它能夠被整形或設置成不同波紋型式，而沒有不可接受的介質損壞。另外，它可以方便地卷繞或以其他方式成形以便使用，同樣沒有不可接受的介質損壞。當然，它必須在使用期間保持所需波紋結構的性質。
在所述波紋加工工藝中，導致介質發(fā)生了非彈性變形。這防止了介質恢復到其原有形狀。不過，一旦解除張力，槽紋或波紋傾向于反彈，只恢復部分已發(fā)生的拉伸和彎曲。表面片材有時附加至槽紋片材上，以阻止波紋片材的這種反彈。
另外，通常介質含有樹脂。在波紋成形過程中，可以將介質加熱到超過樹脂的玻璃轉化點。當樹脂隨后冷卻時，它會有助于保持槽紋形狀。
波紋片材403，表面片材404或這兩者的介質可以在其一面或兩面提供細纖維材料，例如，參見U.S.6,673,136，在此被結合入本文。
有關z-過濾結構的一個問題涉及封閉單個槽紋末端。通常提供密封劑或黏合劑，以實現所述密封。從以上討論可以看出，在通常的z-過濾介質中，尤其是采用直槽紋而非錐形槽紋的過濾介質中，需要在上游端和下游端都具有大的密封劑表面積(和體積)。在這些位置的高質量密封對于所形成的介質結構的正常工作來說是至關重要的。高密封劑體積和面積產生與之相關的問題。
參見圖27，其中示出了采用規(guī)則，彎曲的波型波紋片材443，和非波紋狀表面片材444的z-過濾介質結構440。點450和451之間的距離D1在給定波紋狀槽紋453下面的區(qū)域452形成了表面介質444的延伸部分。波紋狀槽紋453的弧形介質的長度D2，在相同的距離D1上當然是大于D1，這是由于波紋狀槽紋453的形狀造成的。對于用在槽紋過濾器應用中的通常規(guī)則形狀的介質來說，介質453在點450和451之間的線性長度D2一般是D1的至少1.2倍。通常，D2在D1的1.2-2.0倍的范圍內，包括端點值?？諝膺^濾器的一種特別常見的結構具有這樣的構造，其中D2大約為1.25-1.35×D1。例如，這種介質已被商業(yè)應用在Donaldson PowercoreTMZ-過濾器結構上。在這里，D2/D1的比例有時被表征為波紋狀(槽紋狀)介質的槽紋/扁平比率或介質拉伸性。
在波紋紙板行業(yè)中，業(yè)已定義了各種標準槽紋。例如，標準E槽紋，標準X槽紋，標準B槽紋，標準C槽紋和標準A槽紋。附圖28與下面的表A結合，提供了對這些槽紋的定義。
唐納森公司(DCI)，本發(fā)明的受讓人，已將標準A和標準B槽紋的變化形式用在多種z-過濾器結構上。這些槽紋同樣在表A和圖28中定義。
當然，來自波紋狀盒子行業(yè)的其他標準的槽紋定義是已知的。
一般，來自波紋狀盒子行業(yè)的標準槽紋結構可用于定義波紋狀介質的波紋形狀或近似波紋形狀。上述對DCI A槽紋和DCI B槽紋和波紋行業(yè)標準A和標準B槽紋之間的比較，表明了某些常見的變化。
II.利用槽紋介質制造卷繞介質結構的概述 在圖29中，示出了制作對應于圖26所示的條401的介質條的制造工藝的一個示例。一般，將表面片材464和具有槽紋468的槽紋(波紋)片材466結合在一起，以形成介質網469，粘合密封邊置于其間470處。粘合密封邊470會形成單面密封邊410，見圖26。在位置471處進行可選的針刺加工，以形成位于網中間的中央針刺部分472。z-過濾介質或Z-介質條474可以沿密封邊470在475處被切割或割開，以形成z-過濾介質474的兩個部分476，477，它們各自具有邊緣，有密封劑條(單面密封邊)在波紋片材和表面片材之間延伸。當然，如果采用可選的針刺加工，具有密封劑條(單面密封邊)的邊緣還具有一組槽紋針刺在該處。
用于實施圖29所表征過程的技術可以參見PCT WO 04/007054，
公開日為2004年1月22日，在此被結合入本文。
仍然參見圖29，在z-過濾介質474通過針刺位置471并最終在475處割開前，它必須成形。在圖29所示出的示意圖中，這是通過讓介質片材492通過一對波紋輥494，495實現的。在圖29所示出的示意圖中，介質片材492從輥496展開，圍繞張力輥498卷繞，然后通過波紋輥494，495之間的輥隙或咬合部分502。波紋輥494，495具有齒504，在平面片材492通過輥隙502之后，會產生大體上需要的波紋形狀。在通過輥隙502之后，片材492沿機器方向成波紋狀，并且在466處被稱作波紋片材。波紋片材466然后固定至表面片材464(在一些情況，波紋加工可能涉及對介質進行加熱)。
仍然參見圖29，所述過程還示出了表面片材464被送至針刺加工位置471。所示出的表面片材464保存在輥506上，然后被導向波紋片材466，以形成Z-介質474。通過黏合劑或其他方式(例如聲波焊接)將波紋片材466和表面片材464固定在一起。
參見圖29，示出了粘合劑線470，作為密封邊，用于將波紋片材466和表面片材464固定在一起。另外，用于形成表面密封邊的密封邊可應用在所示470a處。如果將密封劑應用于470a處，需要在波紋輥495上形成間隙，并且可能同時在波紋輥494，495上形成間隙，以容納密封邊470a。
在波紋介質上提供的波紋類型是可以選擇的，并且通過波紋輥494，495的波紋或波紋齒規(guī)定。一種優(yōu)選的波紋型式是直槽紋的規(guī)則彎曲的波型波紋，如上述所定義的。所使用的通常規(guī)則彎曲的波型是這樣的波型，其中波紋狀型式中如上文所定義的距離D2至少是上文所定義的距離D1的1.2倍。在一種優(yōu)選用途中，一般D2＝1.25-1.35×D1。在一些情況，所述技術可應用于彎曲波型，這種波型不是“規(guī)則的”，包括，例如，不使用直槽紋的波型。
正如所披露的，圖29所示方法可用于形成中央針刺部分472。圖30以截面形式示出了針刺和切開之后的一個槽紋468。
可以看出，折疊結構518形成了針刺槽紋520，它具有四個折紋521a，521b，521c，521d。折疊結構518包括固定在表面片材464上的扁平第一層或部分522。所示出的第二層或部分524壓在第一層或部分522上。第二層或部分524優(yōu)選通過折疊第一層或部分522的相對外端526，527形成。
仍然參見圖30，兩個折疊或折紋521a，521b在本文中一般被稱作″上部，向內的″折疊或折紋。在本文中，術語″上部″表示折紋位于整個折疊520的上部，當折疊520沿圖30的方向看時。術語″向內的″是指這樣的事實，即每個折紋521a，521b的折疊線或折紋線是彼此相向的。
在圖30中，折紋521c，521d一般被稱作″下部，向外的″折紋。在本文中，術語″下部″是指這樣的事實，即折紋521c，521d不是像折紋521a，521b那樣沿圖30的方向看時位于頂部。術語″向外的″表示折紋521c，521d的折疊線彼此相背。
在本文中，術語″上部″和″下部″專門是指沿圖30所示方向看時的折疊520。就是說，它們不表示折疊520在實際產品使用中所朝向的方向。
根據以上特征并且參見圖30，可以看出，圖30所示的優(yōu)選的規(guī)則折疊結構518在本發(fā)明中是這樣的結構，它包括至少兩個″上部，向內的折紋″。這些向內的折紋是獨特的，并且有助于提供總體結構，其中折疊不會導致相鄰槽紋的明顯侵犯。
還可以看到壓在第二層或部分524上的第三層或部分528。第三層或部分528通過從第三層528的相對內端530，531折疊而形成。
另一種觀察折疊結構518的方式是參見波紋片材466的交替波峰和波谷的幾何形狀。第一層或部分522由反相的波峰形成。第二層或部分524對應雙峰(在所述波峰反相后)，它向前折疊，并且在優(yōu)選結構緊靠反相的波峰折疊。
用于以優(yōu)選方式提供圖30所示的可選針刺技術在PCT WO04/007054中有描述，該文獻在此被結合入本文。用于卷繞具有卷繞密封邊的介質的技術在PCT申請US 04/07927，申請日為2004年3月17日中有描述，該文獻在此被結合入本文。
本文所述的技術特別適用于通過卷繞由波紋片材/表面片材組合，即，“單面”條，組成的單個片材所得到的介質包。除了通過卷繞形成之外，所述某些技術可應用于由多個單面條形成的結構。
卷繞介質包結構可以具有多種外周周邊定義。在本文中，術語″外周，周邊定義″以及其變化形式，是指從介質包的入口端或出口端看去形成的外周邊形狀。通常的形狀是圓形，如PCT WO 04/007054和PCT申請US 04/07927中所描述的。其他可用的形狀是長圓形，長圓形的一些例子是橢圓形。一般，橢圓形具有通過一對相對側連接的相對彎曲端。在一些橢圓形中，相對側也是彎曲的。在其他橢圓形中，有時被稱作跑道形狀，相對側一般是直的。跑道形狀可以參見，例如，PCT WO 04/007054和PCT申請US 04/07927。
另一種描述外周或周邊形狀的方式是通過定義沿垂直于卷的卷繞軸方向通過介質包的截面而形成的周邊。
介質包的相對流動端或流動面可以具有多種不同的定義。在很多結構中，所述末端一般是扁平的，并且彼此垂直。在其他結構中，所述端面包括錐形的，卷繞的階梯部分，它們可以從介質包側壁的軸向末端向外軸向突出而形成；或者，從介質包側壁的一端向內軸向突出而形成。所述介質包結構的示例參見美國臨時申請60/578,482，申請日為2004年6月8日，該文獻在此被結合入本文。
槽紋密封(例如，來自單面密封邊，卷繞密封邊或層疊密封邊)可以由多種材料形成。在所引用并被結合入本文的多個文獻中，熱熔或聚氨酯密封可用于多種用途。這些材料也可用于本文所表征的結構。
III.空氣過濾器的示例系統(tǒng)和綜述 本文所披露的原理和結構可用在多種系統(tǒng)中。一種具體的系統(tǒng)以圖18，總體標記為1示意性地示出。在圖18中，示意性地示出了設備2，如車輛2a，它具有發(fā)動機3，所述發(fā)動機3具有某些定義的額定空氣流要求，例如在50cfm-2000cfm范圍內。設備2可以，例如，包括公共汽車，高速公路卡車，越野車輛，拖拉機，輕型或中型卡車，或海上運輸工具如汽艇。發(fā)動機3通過燃料燃燒為設備2提供動力。在圖18中，所示出的空氣流在進氣口區(qū)域5被吸入發(fā)動機3?？蛇x的渦輪機6以虛線示出，用于選擇性地推進空氣進入發(fā)動機3。所示出的渦輪機6位于空氣過濾器10的下游?？諝膺^濾器10具有過濾器濾芯12，并且示出在發(fā)動機3的空氣入口流。一般，在工作時，空氣沿箭頭14所示方向被吸入空氣過濾器10，并通過過濾器濾芯12。在通過空氣過濾器10后，選定的顆粒和雜質被從空氣中除去。凈化的空氣然后在下游沿箭頭16流動進入進氣口5。從這里，將空氣流導入發(fā)動機3。
在通常的空氣過濾器10中，過濾器濾芯12是可維修的部件。就是說，濾芯12在空氣過濾器10內可以取出并更換。這允許當濾芯12積滿了灰塵和雜質而需要維修時，濾芯12可以相對空氣過濾器10的其余部分通過取出并更換來進行維修。
現參見圖1，它以透視圖的形式示出了空氣過濾器或空氣過濾器組件20，可用作圖18所示的空氣過濾器10。參見圖1，空氣過濾器20包括外殼21，它形成了入口端22；入口部分24，在這里它包括粗濾器部分25；中央(在這里為主過濾器濾芯容納)部分27；和出口部分28。通過下面的進一步說明可以看出，對于所示出的具體空氣過濾器20，入口部分24被設置成在組裝期間沿兩個不同定位的選定一個固定至中央部分27；和，出口部分28也被設置成沿兩個不同定位的選定一個固定至中央部分27。另外，通過使用這種模塊類型的結構，可以將其他入口部分安裝在相同類型的中央部分27上。這些特征使得可以將多種其他結構用在空氣過濾器組件20上，使優(yōu)點突出，如結合圖16A-X所討論的。
空氣過濾器外殼21還包括在其外部部分上的安裝結構31。安裝結構31包括多個安裝墊32，(也參見圖4)它可與設備框架結構接合。所示出的安裝墊32是選擇性定位，以允許多種不同的安裝結構，如下面所討論的。所示出的特定安裝結構31有時被稱作″盒狀U形″安裝結構31a，或三側安裝結構31a，如下面所討論的。
盡管其他方案是可行的，對于所示出的具體空氣過濾器20，安裝結構31安裝在中央(在這里為主過濾器濾芯容納)部分27上，并作為中央部分27的一體部分。在本文中，″一體″表示部件一般不彼此分離。通常結構涉及將安裝結構31作為主過濾器濾芯容納部分27的其余部分的一部分用塑料模制。就是說，盡管本文所表征的特征可用在金屬空氣過濾器上，在通常結構中外殼21包括塑料，具有各種模制的部件。當然在其他結構中，可以在入口部分24和/或出口部分28提供安裝部分，不過所示出的結構20對于某些用途來說是有利的，正如下面結合圖16A-X所披露的。
仍然參見圖1，空氣過濾器20包括可移去的維修或進出口蓋或面板35?？梢迫サ倪M出口蓋35使得能夠選擇性地打開通向空氣過濾器20的內部20a的維修口(圖2和3)，以便接觸安裝在內的部件。進出口蓋35通過插銷結構36固定在位，參見圖1，在這里它包括四個過中心的金屬絲插銷37，在外殼21的相對側38，39上各安裝兩個。進出口蓋35置于主過濾器濾芯容納部分27的一側(而不是末端27a，27b)，以按下文所述方式操作。
通常，設置進出口蓋35，以便在相對盒狀U形安裝結構31a的中央底座部分的位置提供維修口或開口。中央底座部分在圖4總體以31d表示。
所示出的具體進出口蓋35包括其內的中央突出部分41，可用于下面所討論的目的。
參見圖3，空氣過濾器20包括置于其內的主要或初級過濾器濾芯43和可選的次級或安全元件45。在通常實施例中，初級過濾器濾芯43和次級或安全過濾器元件45各自大小被設置成當移去進出口蓋35時，它可以通過所得到的側面進出口或維修開口從外殼21中取出。對于所示出的具體結構，次級或安全元件45不能取出，除非先前已經取出了初級過濾器濾芯43。
仍然參見圖3，初級過濾器濾芯43優(yōu)選包括z-過濾介質包50，它具有外殼密封結構51和格柵52固定其上。初級過濾器濾芯43可以按照，并根據申請日為2003年12月22日的美國臨時申請60/532,783所披露的原理組裝，該文獻的完整內容在此被結合入本文。圖19，20和21中示出了一種示例過濾器濾芯43，在下文討論。
一般，在本文中，術語″z-過濾介質包″表示圖3所示的介質包50(a)包括具有入口面54和相對出口面55的結構；和，(b)介質包50包括多個入口槽紋和出口槽紋，由槽紋介質固定至表面片材組成的z-過濾介質形成。一般，入口槽紋在入口面54或接近(靠近)入口面54處開口，并在出口流動面55或接近(靠近)出口流動面55處對出口流動空氣封閉。另外，出口流動槽紋在入口流動面54或接近(靠近)入口流動面54處密封閉合，并在出口流動面55或接近(靠近)出口流動面55處開口，以使空氣從那里排出。因此，空氣在進入入口流動面54的入口槽紋之后，必須通過介質包50的介質，然后它可以通過出口流動面55處的出口流動槽紋離開介質包50。入口和出口槽紋通常由用于介質包50的槽紋或波紋狀介質片材制成。Z-過濾介質一般在PCT公開號WO 04/007054，
公開日為2004年1月22日，和PCT申請04/07927，申請日為2004年3月17日中有描述，所述文獻分別在此被結合入本文。Z-過濾介質還在上文結合圖26-30進行了一般性說明，并且在下面結合圖22作簡要說明。
所使用的z-過濾介質可以用多種方法形成，所示出的具體方式包括卷繞結構50a，它由波紋片材固定至表面片材組成的單條z-過濾介質形成，并使表面片材向外環(huán)繞自身卷繞。所示出的介質卷是橢圓形卷，特別是具有兩個相對的彎曲端50b，50c和兩個相對的側面50d，50e的形狀，參見圖19-21。所示出的具體橢圓形是跑道形狀，具有相對的側面50d，50e，一般具有彼此平行的直的中央部分。
應該指出，除橢圓形外，其他形狀也可用于介質包50。例如，可以在其他實施例中使用具有圓形截面的介質包。
還應該指出，對于所示出的結構，面54和55大體是扁平或平面狀的。盡管預期這種結構是本發(fā)明空氣過濾器的通常結構，但是其他結構也可以使用。例如，可以將面54和/或面55設置成不是平面的，而是向外(軸向地)或向內(軸向地)突出的。
在本文中，有時候引用表示″軸向″方向，或術語″軸向″或″軸向地″來用于表征延伸的方向。在本文中，術語″軸向″及其變化形式，是指平行于主過濾器濾芯43從入口面54到出口面55的直線的延伸方向，或者類似地，平行于空氣過濾器20從入口部分24到出口部分28的直線的延伸方向。術語″徑向″及其變化形式一般是指垂直于軸向的方向。
對于所示出的結構，圖21的外殼密封結構51包括徑向密封件57，在這里向外由框架部分58支撐。徑向密封部分57包括可壓縮的聚合材料，如泡沫聚氨酯，固定在框架部分上，并還將框架部分密封在介質包50上，一般按照美國臨時申請60/532,783，申請日為2003年12月22日所描述的，該文獻在此被結合入本文。
格柵52優(yōu)選與框架部分58成為一體，并且用于支撐出口流動面55防止變形或者損壞。如果需要，格柵52和框架部分58可以包括模制的塑料部件或預成型件。
參見圖3，次級或安全元件45包括外裙緣65，它具有安裝在其上的徑向密封件66。裙緣65一般呈橢圓形，具有兩個相對的彎曲末端和兩個相對的側邊。優(yōu)選的，所述側邊具有直的中央部分，如下文所述。介質67置于密封件66內部，如果需要它可以折疊。次級或安全元件45上還有手柄框架69，易于操縱安全元件。
仍然參見圖3，安全元件45上包括末端突出部分70，它的大小適合容納入外殼末端部分28的接收室70a。突出部分70可用于在安裝期間幫助定位安全元件45，通過將安全元件45作為杠桿，與手柄69的手動結合配合，插入接收室70a。換句話說，在安裝期間，維修人員通過手柄69抓住安全元件45。安全元件45是這樣放置的，使突出部分70伸入接收室70a。然后可以通過手動操縱手柄69，搖晃或推壓(使用杠桿的)安全元件45就位。
參見圖3和4，注意出口部分28，它形成接收室70a(圖3)，臺階71；側壁72；端壁73；和，出口74(圖3)。臺階71是出口部分28鄰接中央主過濾器濾芯容納部分27的部分。臺階71的內部徑向(環(huán)狀)表面71a提供了外殼密封結構51的密封表面，特別是徑向密封表面。臺階71的部分71b提供了外殼密封結構51的末端51a的入口阻擋表面。因此，對于所示出的組件20來說，盡管主過濾器濾芯43安裝在中央部分27中，濾芯43通過外殼密封結構51和出口部分28的部分71a之間的接合密封。這種結構是有利的，因為不存在外殼21的部分27，28之間的泄漏問題，因為密封件51在該結合處下游接合外殼21。
側壁72的內表面72a形成了次級或安全元件45的密封表面，即，徑向密封件66的徑向密封接合表面。次級或安全元件45插入出口部分28的長度在出口部分28受到框架76的限制。因此，盡管安全元件45通過插入中央部分27進行安裝，在使用時，它實際上安裝在出口部分28內。
圖3的出口74是流動出口，用于排出來自空氣過濾器20已過濾的空氣。對于所示出的具體結構，出口74優(yōu)選不在端壁73的中央，而是位于它的一側74a。在這里，圖3中出口74不居中于相關出口部分28被表征為″偏心地″安置。換句話說，參見圖3，出口74不在部分28的中央(垂直方向)。相反，出口74位于相對末端74b更靠近末端74a處。
通過以上說明可以看出，圖1所示的出口部分28具有相對的彎曲端28a，28b，它們通過一對相對的側面28c，28d連接。(在圖1中，側面部分28c是可見的，側面部分28d通常是鏡像)。在通常優(yōu)選結構中，側面28c和28d的中央部分是直的，并且彼此平行。
仍然參見圖3，注意粗濾器部分25。粗濾器部分25包括外壁80，灰塵排出器口81，和分離管結構83。圖1的外壁80一般具有橢圓形周邊，帶有相對的彎曲端80a，80b和相對的側壁80c，80d，參見圖1。對于所示出的具體優(yōu)選結構，相對側壁80c和80d的中央部分是直的并且彼此平行。應該指出，在圖1中部分80c是可見的，部分80d通常是鏡像。在所示出的結構中，排出器口81位于一個彎曲端80b上，不過其他方案是可行的。在通常使用中，將排氣系統(tǒng)管連接至灰塵排出器口81，以從粗濾器25將排出的灰塵吸出外殼21。在一些結構中，當不使用排氣系統(tǒng)時，可以將撓性抽空器閥安裝在孔81a上。這種閥在空氣過濾器結構中是常見的，并且在例如，PCT公開號WO 03/084641 A2的圖4中就披露了一種這樣的結構。
分離器管結構83一般包括多個分離器管83，參見圖1，2和3。所述管一般披露于，例如，申請日為2004年3月24日的美國臨時申請60/556,133，和
公開日為2003年10月16日的PCT公開號WO 03/084641中，以上文獻的完整內容在此被結合入本文。
管83能夠以多種不同的數量和方向使用。一般，會針對預期的特定使用場合進行選擇。參見圖2，一般管83被設置成(a)通過使用入口葉片或翼片83a在入口空氣通過時賦予它圓周動量；(b)結果，驅動某些顆粒至所述管的外部83b，并最終通過出口83c排出管83；和，(c)允許空氣進入中央排出管83d，然后進入主空氣過濾器容納部分27。
參見圖1，粗濾器25包括固定在側壁80上的末端件25a。粗濾器25可以在連接到主過濾器濾芯容納部分27之前預先組裝。參見圖2，粗濾器25可以制成兩個模制的部件，包括末端件87(或部件25a)，其上具有翼片83a和管83b；和主體88，它具有其內的管83d和側壁80。然后可以將兩個部件87，88固定在一起，以形成粗濾器25。這種一般類型的組件可以參見，例如PCT公開號WO03/084641，該文獻在此被結合入本文。
應該指出，入口部分24在這里包括粗濾器25，它具有偏心結構。偏心結構通過出口管81位于末端80a，80b之一來提供，參見圖1。在所示出的具體粗濾器25中還通過管83的安裝方式提供偏心。從所述偏心可以看出，粗濾器25可以安裝在相對部分27的兩個旋轉位置之一。通過以下討論可以了解由此產生的優(yōu)點。
參見圖3，空氣過濾器20包括內部容納的裝載凸輪或坡面結構90。在安裝主過濾器濾芯43期間(當移去蓋子35)，在插入過程中凸輪或坡面90被接合，沿箭頭95所示方向偏壓濾芯45，即到密封位置。當進出口蓋35隨后固定到位，靠近主過濾器濾芯43的末端98的蓋子35上的突出部分96防止過濾器濾芯43從在密封51的接合狀態(tài)退出。就是說，突出部分96有助于使濾芯43鎖定在位，以便于正確操作。類似的裝載凸輪或坡面結構90，和其上具有突出部分96的進出口蓋結構，披露于美國專利申請US 03/14350中，它的公開號為WO 03/095068，
公開日為2003日11月20日，其完整內容在此被結合入本文。
通常，在外殼21的每個側面38，39上以及在底部，提供坡面部分90。圖3中只可見一側；其相對側是鏡像。
在本文，凸輪或坡面90有時被稱作″靜止的″凸輪或坡面90，因為在工作時它根本不移動。相反，它在部分27中固定在位，并且在插入部分27期間偏壓濾芯43。如果需要，靜止的凸輪或坡面90位于能夠偏壓但不會與蓋子35相互作用的位置。這表示在一些優(yōu)選結構中，濾芯43的偏壓甚至在蓋子35就位之前已經發(fā)生。
可以將類似于在此被結合入本文的美國臨時申請60/532,783中披露的過濾器濾芯用于過濾器濾芯43。所述元件一般具有用于與坡面90結合的永久性安置結構部件在介質包50的一端50f上，參見圖3。不過，對于圖3所示的具體組件，優(yōu)選介質包50不包括置于末端50f上的所述結構。而是，空氣過濾器20包括所示的可選外殼，帶，或匣式部件100，它不是永久性地固定在介質包50上，如在以下部分詳細討論的。
IV.外殼或匣式部件100。
參見圖3，外殼或匣式部件100環(huán)繞并包含介質包50。匣式部件100在圖5-7A中詳細示出。
通常并優(yōu)選的，外殼100和介質包50是可以用手分離的。在本文中，術語″用手分離的″表示這兩個部件可以在維修人員的手動操作下分離，以允許即使在更換過濾器濾芯43時，匣100可被再利用。一般，在優(yōu)選結構中，分離所需要的是軸向將兩個部件彼此拉開。這可以從對匣100的進一步詳細討論來理解。
參見圖7A，匣式部件100包括外壁104，形成內部104a，它被設置用于容納介質包50在其內，見圖3。
外壁104包括相對的末端107和108。在使用時，末端107位于靠近介質包50的入口面54處；和，在使用時，末端108位于靠近外殼密封結構51處。因此，對于通常的空氣流，末端107是入口端，而末端108是出口端。
優(yōu)選地，末端108是開口的，以允許容納介質包50，在使用期間通過該末端將介質包插入內部104a。
所示出的具體匣式結構100包括延伸穿過末端107的格柵結構110，它包括橫梁件111。在使用期間，橫梁件111形成格柵110靠近介質包50的入口面54延伸。優(yōu)選地，格柵110與外壁104一體形成；在本文中，術語″一體地″以及其變化形式是指不能分離的部件。通常格柵110和外壁104，例如由聚酰胺或聚烯烴，形成為單個模制塑料件。通常可用的材料是尼龍6/6或聚丙烯。所述塑料可以是玻璃填充的。
格柵110的具體結構是可以選擇的，并且可以根據美學或表示用途來源的設計進行選擇。對于適當的功能，所優(yōu)選的是足以延伸通過末端107，以確保使用時在該位置對介質包50的末端支撐，參見圖3。
在本文，匣100的末端107有時候被指是封閉的，因為格柵110通過其延伸，以在組裝期間防止介質包50的任何部分通過它插入。應該指出，對于空氣流，末端107和108都是開口的。
參見圖5，匣100一般具有外周邊形狀，包括相對的彎曲端109a，109b和兩個相對的側面109c，109d。在所示出的通常優(yōu)選結構中，側面109c和109d的中央部分是直的并且彼此平行。應該指出，彎曲端109a包括從其向外突出的結構，正如下面所討論的，在它的中央部分。
圖7A的外壁104包括外表面114，其上具有間隔的，徑向向外突出的肋115。肋115一般沿相對側面114a，114b延伸，并穿過底部114c。參見圖2，位于側面114a，114b的肋115優(yōu)選大小合適延伸穿過間隙117，以有助于支撐容納的介質包50居中位于外殼內部20a內。如果需要，肋115實際上可以大小適合在這些位置接合壁117的內表面116。
應該指出，圖7A的一個肋115a位于入口端107。在帶有過濾器濾芯45的匣100插入空氣過濾器外殼21以供使用期間，安置這個肋115a以接合凸輪或坡面90，如下面所討論的。
參見圖7，優(yōu)選的外壁104具有向窄端部分121逐漸收縮的內表面104b，它的大小適合在插入其間時擠壓圖3的介質包50的末端部分122。這有助于在使用時在這個位置支撐介質包50，并在這個位置固定介質包50防止移動。匣100和介質包50之間的接合，僅僅通過在位置121的擠壓或受壓實現，便于手動將介質包50插入匣100并手動取出介質包50，因此在維修作業(yè)期間實現了介質包50和匣100之間的分離和接合。
參見圖7，形成包括過渡臺階123的窄端121，以使側壁104的內部104a具有第一截面尺寸的中央部分124和靠近末端107的第二較小截面尺寸的末端部分125。優(yōu)選地，臺階123，以及部分125相對部分124b整個向內突出的距離為約0.5mm-2mm，通常為大約1mm。優(yōu)選地，部分125的大小適合緊靠容納介質包，在它周圍具有不超過1.5mm的壓縮(擠壓)。優(yōu)選地，部分125在末端125a和125b之間的延伸部分的軸向長度上延伸距離為至少5mm，通常至少10mm，并經常在15-25mm的范圍內。在這里，部分125有時候被稱作介質包支撐肩部。所示的具體介質包支撐肩部125是連續(xù)的。不過，肩部125可以包括間隔的結構，而不是在匣100上連續(xù)的肩部。
通常并優(yōu)選地，無論是否連續(xù)，支撐肩部125包括從相對的彎曲端(50c，50b，圖20)突出的部分以接合介質包；和，從相對的側面(50d，50e，圖20)突出的部分以接合介質包，其徑向延伸部分的長度沿每個側面部分接合介質包(即，環(huán)繞介質包)的距離為至少15mm，優(yōu)選至少30mm；和，徑向(弓形)延伸部分的長度沿每個彎曲端部分接合介質包為至少15mm，優(yōu)選至少30mm。另外，優(yōu)選地，肩部125是連續(xù)的，并且它在周圍連續(xù)接合介質包50。連續(xù)的結果是，它在周圍壓縮介質包的量相同。
一般，在這里，介質包支撐肩部125在其相對外殼密封結構51的末端可釋放地徑向支撐介質包50，參見圖3。另外，接合是這樣的，介質包50和過濾器濾芯43可以用手從匣100分離，以使匣100可以被再利用。
另外，在使用時，由支撐肩部125提供的支撐緊靠介質包50的相對彎曲端和相對側面，在安裝時將介質包50支撐在末端50f上，參見圖3。這表示介質包50是靠近兩個相對的端面54和55支撐的，即，當介質包50安裝在外殼21內時，在支撐肩部125處靠近末端54，并在外殼密封件51處靠近末端55。這有助于避免組件20在工作狀態(tài)震動時損壞介質包50。
應該指出，如果以上述優(yōu)選方式構造，無論是否連續(xù)，肩部125都會沿其四個部分接合介質包50，該四個部分包括相對末端50b，50c和相對側面50d，50e，并因而可被表征為360°或四面擠壓或支撐，擠壓或支撐的力從至少四個不同方向朝向介質包。同樣，這有時被稱作介質包的360°支撐，四面支撐，或具有來自至少四個不同方向力作用在介質包上的支撐。
一般，臺階123優(yōu)選是錐形的，并且沒有突變，以便有助于將介質包定位在內部104a，而不損壞介質包。另外，通常部分124向下在區(qū)域124a和124b之間以某種程度逐漸收縮，例如，以0.5-1.5°范圍內的角度。
通常，匣100的大小是這樣的，當介質包置于其內，在使用時，介質包靠近區(qū)域121，并在末端124b或靠近末端124b，或間隔末端124b不超過大約1.5mm，通常不超過0.5mm處緊靠區(qū)域124，如上所述受擠壓。
在末端108，外壁104可以設置成若干不同的方式。圖7所示的具體結構包括靠近末端108，其內具有臺階129的外部擴口或凸緣128。臺階129和凸緣128的大小適合將外壁104的末端108的延伸部分提供在密封材料131的外周密封部分130的一部分上形成徑向密封件57，參見圖3。外周密封部分130一般包括與徑向密封部分57成一體的密封材料部分，并且將徑向密封部分57密封至介質包50。優(yōu)選地，區(qū)域129的軸向延伸部分在5mm-25mm的范圍內，通常10-20mm。
參見圖7，臺階129和區(qū)域124a之間的過渡部分129a，提供了在該位置的逐漸加大的尺寸。
在其他實施例中，取代采用臺階129和凸緣128，外壁104的大小適合這樣，以使末端108在不到介質包外周密封部分130處或在介質包外周密封部分130處軸向終止。
仍然參見圖7，優(yōu)選地，臺階129被設置成這樣，以使凸緣128的內表面128a相對部分124a設置大小，以使臺階129繞其外周從區(qū)域104具有不變的向外步進值，范圍在0.25-2.0mm內。
匣式部件100的末端部分107的大小和位置使它能在安裝期間接合加載凸輪或坡面90，參見圖3。因此，在通常使用中，過濾器濾芯43會通過在空氣過濾器20外部的位置由末端108插入匣式部件100的內部104a。其內安裝有過濾器濾芯43的匣式部件100然后通過進出口安裝入(插入)主過濾器元件容納部分27的內部27a，此時進出口蓋35被移去。在安裝期間，匣式部件100和(靜止的)加載凸輪或坡面90之間的接合迫使匣式部件100和被容納的主過濾器濾芯43沿圖3的箭頭95所示方向，并進入加載位置，使主過濾器濾芯43密封在徑向密封57上。然后可以安置進出口蓋35，使突出部分96延伸到一位置，防止主過濾器濾芯43和匣式部件100從加載和密封位置后退。
如果需要，在一些組件中，可以將進出口蓋35固定在匣式部件100上，以便于組裝。根據需要，這種固定可以是永久性的或臨時性的。
在本文，當提到將過濾器濾芯43或介質包50插入匣100，并不必然表示100％的過濾器濾芯43的軸向長度在匣100內部。例如，如圖2和3所示，密封結構51的一部分從匣100向外突出。對于通常優(yōu)選的結構，介質包50完全容納在軸向延伸匣100內，或至少94％的介質包軸向長度(即，端面54和55之間的長度)容納在內。
不要求匣100是連續(xù)的，并且沒有暴露介質包50的側面部分的孔或其他開口在側壁104上。不過，如圖所示沒有孔或開口來暴露介質包50側面部分的結構，對于介質包的保護來說是優(yōu)選的。
應該指出，對于圖7A所示的具體結構，匣式部件100包括在彎曲端132的突出結構131。突出結構131包括平臺131a(在這里是扁平的)，其下具有接收室133(優(yōu)選在兩側133a，133b)，以在操作時方便抓握匣式部件100。參見圖3，進出口蓋35上的突出部分41形成其內的凹槽41a，以接收突出結構131。優(yōu)選地，平臺131a的周邊面積(或外表面積)至少為3600平方毫米(sq.mm)，通常至少7000sq.mm。優(yōu)選地，接收室131如此安置，以使使用者的手指可以沿垂直于介質包50的軸向方向伸入其中。
相對較大的平臺131a便于抓握，并有助于確保匣100，以及主過濾器濾芯43一旦安裝后處于正確的定位。將突出部分131容納入進出口蓋35上的接收室41中，有助于確保在安裝之后保持正確的定位。
現參見圖8-14，示意性地示出類似于圖1-7A所示結構的工作。應該指出，圖8-14中的某些細節(jié)是不同的，例如，進出口蓋不包括其上的突出部分，具有向內的接收室，因為濾芯部件不包括類似于突出結構131的突出部分。不過，一般，特征是類似的，因此進行相應地標記和說明。
參見圖8，示意性地示出了空氣過濾器20，它是完全組裝和封閉的。在圖9和10中，示出了移去進出口蓋35。在圖10中，示出移去進出口蓋35也取出了匣式部件100，因為在這里匣式部件100是與進出口蓋35連接的。軸蓋35和匣100之間的連接可以是永久性的，或者是可移動的搭扣配合。如果采用連接，可移動的搭扣配合通常是優(yōu)選的。在另一個優(yōu)選實施例中，如參見圖1，移去進出口蓋35而不會同時取出匣式部件100，因為這兩者彼此沒有連接(應該指出，在圖8中，匣式部件100是示意性地示出，即，例如沒有肋和格柵)。
參見圖11，所示的組件20具有完全從外殼21的其余部分取出的進出口蓋35和匣式部件100。在圖12中，所示主過濾器濾芯43被從匣式部件100中取出。在外殼21的其余部分內，可以看見次級或安全元件45。
應該指出，在圖12中，所示的安全元件45是相對其在圖3所示的位置倒置安裝的。就是說，安全元件45的相對端向上，而不是圖3所示。這表示根據本發(fā)明原理的其他方案是可行的。
在圖13中，所示的空氣過濾器20處于取出次級或安全元件45的步驟。在圖14中，所示的次級或安全過濾器45被完全取出。
V.設置外殼21，以變化安裝和連接至其他發(fā)動機部件。
現參見圖15。在圖15中，外殼部件包括入口部分24(粗濾器部分25)；中央(主空氣過濾器濾芯容納)部分27；和，出口部分28，如圖所示彼此分離。通常，外殼21的這些部件是分別組裝的(即預成型的)，然后固定在一起以形成空氣過濾器20，參見圖1。所述固定連接可以是可拆除的連接，或通過超聲波焊接或類似的技術以防止所述部件再次分離。通常并優(yōu)選地，部件或外殼部分24，27和28永久性地固定在組件20中。
在本文，某些優(yōu)選的部件如入口部分24(即粗濾器部分25)和出口部分28有時分別被稱作″預型件″或″預成型部件″。在本文中，術語″預型件″和其變化形式是指獨立于中央部分27形成的部件，然后將它固定在中央部分上，以形成空氣過濾器外殼21。
參見圖15，中央主空氣過濾器濾芯容納部分27包括上游或入口邊緣27a，和下游或出口邊緣27b。通常，入口部件24(粗濾器25)是用塑料預成型并組裝的，然后通過焊接(例如超聲波焊接)固定在上游邊緣27a。通常，出口部分28由塑料預成型，并且通過焊接(例如超聲波焊接)固定在下游邊緣27b上。
這種組裝方式使得出口部分28這樣安置，使出口管74靠近蓋子35(圖15中沒有示出)或遠離蓋子35(如圖15所示)。另外，它允許選擇這樣放置粗濾器部分25，使灰塵排出器口81背向蓋子35，如圖所示，或者可選朝向蓋子35。這使得采用相同的部件進行四種不同的總體組裝設置?？梢允褂贸隹诓糠?8的其他設置，以及入口部分24的其他設置，允許更多的可行性。
仍然參見圖15，對于所示的具體組件20，或者圖1中，入口部分24(粗濾器25)能夠以兩個不同的轉動位置安裝，因為該部分24是不對稱的。圖15中的兩種方向是使出口81向下或向上。能夠以兩種不同的轉動位置安裝在中央部分27上的入口部分24在這里被稱作偏心部件，或具有兩個不同可能安裝方向的部件。
類似地，出口部分28是偏心的，因為出口74不是居中安置。因此，部分28在部分27上以兩個可能轉動位置安裝第一位置，其中出口74位于如圖15所示位置；和，第二位置，其中部分28轉動180°，部分74的這個位置垂直靠近圖15的進出口蓋35。
這些可能性可優(yōu)選用于提供安裝在設備上的裝置，這些優(yōu)點涉及便于進入維修蓋以便維修；灰塵排出器口的適當突出；和，優(yōu)選定位出口74，以與系統(tǒng)的其他設備接合。這在例如圖16A-X中示出，這些圖提供了一些但不是所有的可能性。
應該指出，上述空氣過濾器20的安裝結構31在上面被表征為優(yōu)選是三面安裝結構31a，或盒狀-U形結構31a。這是由于圖16A所示的安裝結構具有三面，包括相對、優(yōu)選平行的側面31b和31c以及延伸其間的底部31d，側面31b，31c之間的接合角度通常垂直于底部31d。
參見圖15，通常當使用三面盒狀U形安裝結構時，在中央部分27上，進出口蓋35位于安裝結構的中央底部31d的相對側。這也在圖1示出。
例如，圖16A示出了圖15的結構，它安裝在安裝結構的中央底部或底座部分31d上；所述設備安裝表面或結構示意性地在A示出。圖16B示出空氣過濾器外殼部分27的類似安裝，只是出口部分28倒置(或相對圖16A旋轉180°安裝在部分27上)。圖16C示出了相對圖1倒置安裝的結構。為了實現圖16C所示結構，圖15的組件這樣制成，使粗濾器部分25從圖15所示位置倒置或旋轉180°。另外，蓋子28從圖15所示位置轉動180°。
圖16D示出與圖16C類似的安裝，只是出口部分28相對圖16C倒置，因此，相對圖15所示出的蓋子35來說處在相同的方向上。
圖16E示出側面安裝在外殼部分27的兩個側面之一(側面31c)上，在這里，出口部分28和粗濾器部分25如圖16A和15處于相同方向。在圖16F中，示出了相同的安裝方向，只是出口部分28倒置。
圖16G示出安裝在相對的側面(側面31b)上，只是出口部分28和粗濾器部分25朝向如圖16E，16A和15所示的相同方位。圖16H示出與圖16G相同的安裝方向，只是出口部分28倒置。
圖16I示出主過濾器濾芯容納部分27相對圖16G倒置安裝的空氣過濾器，并且出口部分28和粗濾器部分25的方向與圖16C類似。圖16J示出與圖16I類似的主過濾器濾芯容納部分27的安裝，只是出口部分28倒置。
圖16K示出與圖16C和16I結構相同的組件，只是安裝在與16I相對的側面上。圖16L示出與圖16D和16J方向相同的組件，只是安裝在與圖16J相對的部分27的側面上。
在圖16A-L中，安裝一般是沿″垂直″方向；在本文中，術語″垂直的″表示圖1所示的進出口蓋35朝上或朝下安裝，或者換句話說，使底座31d向上或向下。在圖16M-X中，示出了水平安裝的方向和替代方案。當如本文所描述的結構被表征為″水平安裝″或其變化形式時，表示蓋子35既不是向上也不是向下的，而是沿水平方向的。
對于圖16M-16R所示，假設灰塵排出器口連接到排氣系統(tǒng)。當是這種情況時，排出口不需要向下，因為排氣系統(tǒng)通常采用真空吸力通過排出管除去灰塵。
在圖16M中，示出組件水平安裝而非垂直安裝，但是出口部分28，中央主過濾器濾芯27和粗濾器部分25的定位類似于圖16A。
圖16N示出了出口部分28，粗濾器部分25和主過濾器濾芯部分27的定位類似于圖16B的組件，所不同的是所述組件水平安裝在側面。圖16O示出方向類似于圖16M的組件，所不同的是懸掛在相對的側面上；和圖16P示出與圖16N所示類似的結構，所不同的是懸掛在相對的側面上。
圖16Q示出如圖16D所示設置的空氣過濾器，所不同的是沿水平方向安裝。圖16R類似于圖16Q，所不同的是出口部分28旋轉了180°。
圖16S-X示出其他結構也是可行的，通過用粗濾器部分200代替圖1所示的粗濾器部分25。所使用的粗濾器部分200包括位于圖1所示側面140，141之一的出口突出部分201，而不是在末端之一上。另外，入口分離器管83可以不同安置。在其他形式中，所述元件部分可以與前面附圖所示的實施例相同。
圖16T類似于16S，所不同的是出口部分28旋轉了180°。圖16U類似于16S，所不同的是所述結構安裝在側面。圖16V類似于16U，所不同的是部分28旋轉了180°。圖16W類似于16U，所不同的是安裝在相對的側面。圖16X類似于16V，所不同的是安裝懸掛在相對的側面。
應該指出，在一些系統(tǒng)中，代替粗濾器，可以將入口結構安裝在圖15所示的邊緣27a上。所述入口結構可以只是入口管，而非粗濾器。
VI.其他蓋子結構 現參見圖17，示出了另一組件300。它不同于圖1所示的組件20，因為進出口蓋302上的突出部分301是不同的結構，并且內部容納匣(未示出)在其外部區(qū)域具有類似的突出部分。應該指出，所述突出部分是彎曲的，具有中央的軸向隆起。
參見圖3，應該指出，突出部分131和接收室41有助于確保當蓋子35安裝就位并且使用組件20時，濾芯100處于合適的位置以便工作。組件300的類似特征會以類似的方式工作。
VII.初級或主過濾器濾芯45。
在圖19-21中，示出了濾芯43。參見圖19，濾芯43包括介質包50，其上固定有外殼密封結構51。通常并且優(yōu)選地，外殼密封結構51包括在位模制可壓縮密封材料的區(qū)域，所述密封材料例如是聚氨酯泡沫，具有一區(qū)域形成上述所述的徑向密封。在圖19中，所述密封區(qū)域用51b表示。
密封結構51還包括密封材料130的一部分，它接合介質包50并固定密封結構51。優(yōu)選地，區(qū)域130與區(qū)域51b成一體；即它們是從一個樹脂池里同時模制的。
參見圖21，所示出的格柵52上具有突出部分58。突出部分58對密封區(qū)域51，尤其是徑向密封區(qū)域51b提供了支撐。優(yōu)選地，格柵52和支撐58彼此成一體，并形成模制預型件(用剛性材料諸如尼龍或聚丙烯模制而成)固定至介質包50的末端55，并通過密封材料的區(qū)域130密封。
僅作為一個示例，可用的濾芯43在彎曲端50b，50c之間具有較長的尺寸，約為330mm，并且在相對側面50d，50e之間具有較短的尺寸，約為203mm。介質包的軸向長度對于給定的空氣過濾器結構可以按所需的灰塵載荷量進行選擇。
參見圖21，應該指出，在出口端，以500示意性示出的單獨入口槽紋是針刺閉合的，如用501示意性示出。這是一種封閉的可選方式，例如，參見
公開日為2004年1月22日的PCT公開號WO 04/007054，在此被結合入本文。圖21還示出，形成外殼密封結構57和密封區(qū)域130的密封材料還伸入介質的最外層卷或圈502的內部?？蛇x方式披露在，例如美國臨時申請60/532,783，在此被結合入本文。
介質材料可以根據特定用途和所需的效率水平進行選擇。介質可以在其一個或多個面上應用細纖維?？梢允褂脗鹘y(tǒng)材料，或有待開發(fā)的材料。
VIII.Z-過濾介質概述 上面結合圖26-30對Z-過濾介質進行了一般性說明。
現參見圖22。在圖22中，z-過濾介質總體用附圖標記300表示。在圖22中，示出了與圖26所示相反的示例空氣流方向，作為示例。因此，z-過濾介質300一般包括槽紋或波紋片材301固定在表面片材302上，例如通過密封劑或其他方式固定。表面片材302可以是非波紋狀的，盡管在某些情況下它也可以是波紋狀的，例如參見申請日為2004年2月11日的美國臨時申請60/543,804，該文獻在此被結合入本文。
參見圖22，介質300具有相對的末端305和306。末端305可以形成入口面54，見圖3；而末端306可以形成出口面55，見圖3；不過，相反方式是可用的，并且有時候是優(yōu)選的。
波紋片材301包括(a)多個交替的波峰310和波谷311；和，(b)相反面312和313。一般，面312上的波谷311形成入口槽紋311a，并且空氣可以按箭頭320方向沿末端305進入其中。在相反面313上，波峰310形成出口槽紋310a，它在末端305或靠近末端305的325處閉合。封閉325能夠以多種方式形成，包括使用密封劑325a，折疊或其他結構。空氣不能進入(或離開)由密封劑325a封閉的槽紋末端。
靠近末端306，在面312上由波谷311形成的槽紋在這里由密封劑331在330處封閉。
一般，介質條300a通過波紋片材301和表面片材302彼此固定在一起而形成，然后或者切割并層疊或者卷繞成介質包，圖3所示的介質包是表面片材向外卷繞的?？諝饪梢赃M入入口槽紋311a，但是不能從末端306離開，除非它通過介質301進入出口槽紋310a(當然，如果空氣沿相反方向流動，空氣在末端306進入槽紋310a，并且在末端305離開槽紋311a)。
一般，z-過濾介質可以被表征為包括波紋狀槽紋片材固定在表面片材上，并被設置成具有多個入口槽紋和出口槽紋。入口槽紋在結構的入口面是開口的，并且在出口面封閉，例如通過密封劑封閉。通常出口槽紋在入口面封閉并在出口面開口。封閉可以緊靠相關面，或者與相關面略微間隔，取決于用于形成結構的加工步驟的性質。然后可以卷繞z-過濾介質，或者將其切割成條并且層疊，這同樣取決于結構。
IX.安全元件，圖23-25。
現參見圖23，其中示出了安全元件45。安全元件45在圖24中以透視圖示出。參見圖24，安全元件45包括預成型的外裙緣65，徑向密封件66，末端突出部分70，手柄69和介質45a。介質45a優(yōu)選是折疊的，由裙緣66環(huán)繞，并且通過梳狀(折疊隔片)突出部分340延伸通過裙緣66固定在位。裙緣66一般具有橢圓形狀，具有相對的彎曲端341，342和相對的側面344，345。
參見圖23和24，通常突出部分70在一個彎曲端341居中。優(yōu)選地，它的寬度(圖23中點C和D之間的延伸距離)至少為10mm，通常至少20mm，例如25-40mm。另外，它優(yōu)選具有突出部分距離，從裙緣64徑向向外，見圖25，(即，沿與末端342相反的方向)至少為5mm，通常至少10mm。參見圖24，突出部分70包括肋70b，用于與圖3的凹槽70a接合。
應該指出，在圖3中，示出安全元件45是這樣安裝的，使手柄69向下，而突出部分70向上。組件20可被設置成用于相反的安裝。
X.安裝和組裝方法 通過以上說明，總體提供了通過在空氣過濾器的側面維修孔開口將空氣過濾器濾芯安裝入空氣過濾器外殼中的方法。所述方法一般包括以下步驟將空氣過濾器濾芯插入形成有內部的匣內，所述過濾器濾芯包括介質包和固定在介質包上的外殼密封結構；和通過由側面進出口插入，在所述匣和位于空氣過濾器外殼內的靜止凸輪件接合時軸向偏壓所述匣，來安裝所得到的過濾器濾芯/匣組件。優(yōu)選所述方法是用所定義的空氣過濾器濾芯介質包進行的，并且具有所定義的外殼密封。最優(yōu)選地，它是這樣進行的，使得介質包插入所述匣的步驟包括在匣內的介質包支撐結構擠壓相對外殼密封結構的介質包一端，所述擠壓對著介質包的四面。
還提供了組裝空氣過濾器組件的方法，包括以下步驟將其內具有偏心放置的中空管的出口部分固定在其上具有盒狀U形安裝結構的中央外殼部分上；和將入口部分，優(yōu)選包括具有偏心放置的灰塵排出口的粗濾器，固定在中央外殼部分上。組裝步驟還優(yōu)選包括將空氣過濾器濾芯安裝在中央外殼部分中的步驟，所述空氣過濾器濾芯包括所述介質和所述的外殼密封結構。優(yōu)選地，所述方法包括通過采用涉及將濾芯插入匣的一般方法，將空氣過濾器濾芯安裝在外殼中，然后安裝所得到的匣/過濾器濾芯組合。
XI.組件結構 在本文，所示出的優(yōu)選組件用于容納具有橢圓形截面或外周邊的介質包。如同前面所提到的橢圓形，它表示介質包具有至少兩個相對的彎曲端(或側面)和一對相對的側面延伸其間。相對側面可以如上所述是直的，或者可以是彎曲的。
容納這個的優(yōu)選結構同樣也用于外殼部分和安全元件。
當然其他結構是可行的。例如，介質包可以具有圓形結構，并且外殼部分和安裝元件可以相應地具有圓形結構，盡管其他替代方案是可行的。
XII.具有兩級構造的示例空氣過濾器結構粗濾器；側裝；主過濾器元件；和安全過濾器元件。
A.空氣過濾器的示例，圖31-46。
圖31，32中的附圖標記600表示采用了上述任何原理的空氣過濾器組件。參見圖31，空氣過濾器600包括外殼601。如下文所描述的，外殼501的內部容納有過濾器濾芯和安全過濾器。
外殼601一般包括中央主體605，進出口蓋606，入口部分607和出口部分608?？諝膺^濾器600上所示出的入口部分607包括粗濾器部分609，總體如上文結合圖1和相關說明所述。在610處，為粗濾器部分609提供了灰塵排出器或排出管。通常出口611具有前文所述的灰塵排出器閥，或者它會連接至排氣管。當用作排出管時，優(yōu)選在空氣過濾器組件600安裝使用時，它方向朝下。當用作具有吸力的排氣管時，它通常也是向下，盡管其他方案是可行的。
出口部分608包括非中央設置的出口孔615，類似于上文所述的情況。
優(yōu)選地，將模塊構造用于外殼601。因此部分507能夠以兩種旋轉方向的任意一種安裝。盡管其他方案是可行的，通常一旦安裝，它會通過熱熔，焊接或類似連接方法永久地固定在位。另外，出口部分608能夠以兩種旋轉位置安裝，同樣通常通過熱熔，焊接或其他方法永久性地安裝。
在圖36中，空氣過濾器600以分解示意圖示出，并且單獨的部分605，607和608，連同進出口蓋606都是可見的。
再次參見圖31和32，通過可松開的插銷620，將進出口蓋606適當固定在底座或主體605上?？梢圆捎枚喾N插銷結構，作為舉例示出了過中心金屬絲插銷。
從圖31-35中可以看出，中央底座件605具有盒狀、U形、三面的安裝結構625，以使它可以沿不同方向安裝，正如在前文或其他實施例中一般性示出和說明的。
應該指出，在其他實施例中，正如前文所披露的(接合其他部分)，粗濾器607可以這樣設置，以使排出管611從圖32的相對側面607b之一向外延伸，而不是從圖31的末端607c向外延伸。這使得例如，當組件600以不同方向安裝時，可以進行方便和有效的灰塵排出。
通常，會對部分607提供兩個排出管位置的一個或另一個，一個是封閉的，盡管在一些情況下可以同時提供兩個。
參見圖31，出口部分608具有兩個突出部分608a，608b，彼此沿部分608的相對窄彎曲端反向延伸。在內部，每個突出部分608a，608b置有接收室，用于下述用途。
在通常作業(yè)中，要過濾的空氣從面630進入入口607。參見圖33，可以看出，在面630處，提供了多個離心分離器或氣旋分離器的入口端。
已過濾的空氣然后通過出口615在相對末端631處離開空氣過濾器600。從圖34中可以看出，在部分608提供有出口615，連同壓力指示器635。
現參見圖36，其中空氣過濾器600以分解透視圖示出。在圖36中，可以看見以下內部容納的元件部分主過濾器元件640，安全元件641和過濾器元件容納匣642。
首先參見安全元件641。一般，安全元件641類似于圖24的安全元件45，除以下所述外。具體地講，突出部分645是向下的。應該指出，對于圖36中所示的具體實施例，出口部分608包括凹槽608b，以使在通過抓握手柄646將安全元件641固定在位的步驟中可以將突出部分645置于其內。當然，安全元件641可以朝向相反的旋轉安裝位置，使突出部分645延伸進入接收室608a。通過采用兩個接收室608a，608b，無論部分608是如何旋轉安裝的，突出部分645都可以延伸入內，不管朝下或朝上。
過濾器濾芯640，在圖39中以側面正視圖，在圖40中以剖視圖和在圖41中以透視圖示出，一般包括介質包650，在這里是卷繞z-過濾介質包。卷繞的z-過濾介質包650在所示的例子中一般是橢圓形截面，在這里是跑道形，具有相對的彎曲端(圖41)650a，650b和相對的側面650c，650d。側面650c，650d可以是直的并且是平行的，或者可以稍微彎曲并彼此相對。
過濾器濾芯640還包括密封結構653，在這里定向以形成外徑向密封。從圖40中可以看出，密封結構653一般包括支撐655，它上面具有密封材料656。這個一般的方法在上文已結合圖19-21進行了說明。
參見圖41，可以看出，支撐655包括延伸通過其間的格柵件656。
盡管其他方案是可行的，具有結合圖39-41以及前面所述特征的過濾器濾芯650對于本發(fā)明的結構來說是適宜的。
再次參見圖36，在使用期間，匣642的大小適合將過濾器濾芯640容納在其內，使密封結構653從其突出。這兩個部件(即匣642和過濾器640)的組合如圖45和46所示。圖45的透視圖示出了空氣流出口端；和，圖46的透視圖示出了空氣流入端。
參見圖36，在這里匣642在靠近空氣流入口端660處具有延伸通過開口662的格柵件661；和，通過匣的側壁的多個孔663。在某些應用中，這些孔663便于操縱所述匣。
參見圖43，優(yōu)選地，孔663位于靠近入口端660的匣642的末端區(qū)域664。區(qū)域664優(yōu)選是具有較小內部尺寸的區(qū)域，形成圖43的內架664a，用于與介質包接合，類似于圖7所示的區(qū)域121。
參見圖44，優(yōu)選孔663以直線形式提供在濾芯642的相對側642a，642b。在這里，直線的相對端在相對的彎曲側之上略有彎曲。
應該指出，匣642上還包括手柄結構665，類似于前面所披露的結構。另外，蓋子606內包括接收室666，以容納手柄665，同樣如上文所述。
參見圖36，在相對末端660的末端670處，匣642包括邊緣671，其內具有兩個中央部分，第一個用673表示，第二個在圖36中看不到，但是以鏡像形式位于邊緣671的相對部分。部分673是有些撓性的短小突出部，通過部分或間隔物674，675從邊緣671的其余部分分離。
在圖43中，匣642以剖視圖示出，相對側是鏡像。在圖43中，短小突出部673上具有齒678。齒678優(yōu)選是倒鉤形，具有朝向邊緣679收縮至窄點。
參見圖36，在使用時，當濾芯640通過末端670被推入匣642的內部，在遇到密封結構653時，齒678會嵌入或抓住部分密封結構653，將濾芯640和匣642固定在一起。一般，可以選擇倒鉤的尺寸，以便允許在手的壓力下脫離。
對于圖44所示出的具體的匣642，在匣的每側提供了多排，在這里提供了四排倒鉤或齒?？梢圆捎闷渌麛盗?。
齒或倒鉤的位置優(yōu)選能結合不涉及密封空氣過濾器外殼的介質包上的部分密封材料，特別是覆蓋介質包的部分密封材料。在這位置的材料優(yōu)選是聚合材料，它足夠柔軟以使倒鉤充分插入并抓住。上述用于密封區(qū)域的聚氨酯材料類型是適合這一用途的材料示例。
當扭力作用在所述匣上，以操縱介質包上的密封結構與外殼形成密封和解除密封時，所述齒趨向于嵌入或抓住密封材料，以利于介質包的接合和操作。另一方面，當停止扭動時，所述齒的大小一般只要能阻止手動分離，不再嵌入密封材料。所述齒的形狀和大小優(yōu)選當發(fā)生接合時，不會對密封材料造成不可恢復的損壞。本文所述的優(yōu)選密封材料類型，連同所示的齒結構類型和所示的相關尺寸，是適當結構的示例。
所示的優(yōu)選齒678被設置并取向為單向倒鉤。在本文中，術語″單向倒鉤″表示當沿一個方向拉動時，所述齒傾向于嵌入部分密封結構653(不覆蓋密封外殼的部分)，但是當沿另一方向推動或拉動時，所述齒趨于松開。齒678優(yōu)選是這樣取向的，使得當密封結構653脫離與空氣過濾器外殼的密封接合時，它們傾向于嵌入。這有利于根據需要解除濾芯640與外殼的密封?？捎弥辽僖慌琵X，優(yōu)選使用至少三排齒。所述齒的優(yōu)選點具有一側基本垂直于匣的中央軸線，而另一側與該軸線成斜角。
當將單向倒鉤結構用于齒678時，將濾芯640從匣642的釋放是徑直的。所需要的只是手的壓力。
孔663便于攜帶由匣642和濾芯640的組合所得到的組件。不過，孔663還便于以不同的方式工作。具體地講，在一些其他實施例中，部分507是可拆除的，以對空氣過濾器的內部提供維修孔，而不使用維修進出口蓋606。在這種結構中，濾芯可以通過末端加載裝入，而不是側裝。通過這種結構，孔663便于將匣642和濾芯640從組件內的密封接合拉出。
在圖44中，示出了匣642的不同剖面。在匣642的相對側680，681上可以看到邊緣部分671上的倒鉤形齒678。
參見圖36，應該指出，對于所示的具體結構，在底座605上提供了內部凸輪或坡面690，以便當匣642通過開口(當圖31的進出口蓋606被移去)被推入時，匣642受到偏壓以將密封結構653推至與外殼601的密封表面形成密封接合，在這里形成徑向密封接合。這種偏壓結構在上文已披露。
仍然參見圖36，蓋子606包括相對的凸緣692，693。在凸緣692和蓋子606的中央部分695之間有凹槽696，它有助于將匣642和濾芯640保持在合適的定位，防止退出密封，如上文所討論的。
現參見圖47，其中示出了空氣過濾器組件700?？諝膺^濾器組件700總體上類似于空氣過濾器600，所不同的是，中央部分705和進出口蓋706在位置X和Y之間的尺寸在軸向方向上更長。這樣可以將具有(相對)較長長度的過濾器濾芯容納在里面，以便用于某些用途。應該指出，入口部分707和出口部分708可能分別與部分607和608類似。
在圖48中，以分解示意圖示出了空氣過濾器700。可以方便地看見較大(較長)的過濾器濾芯720，以及更大的匣721，以容納濾芯720。
現參見圖49。在圖49中，以分解示意圖示出了空氣過濾器800。空氣過濾器800包括底座805，進出口蓋806，入口部分807和出口部分808。底座805可以類似于底座605；和，進出口蓋806類似于進出口蓋606。不過，所示出的具體空氣過濾器800被設置成使用具有不用匣的過濾器濾芯820。它還可以被設置成不使用粗濾器。因此，入口部分807包括空氣流入口825，但是沒有空氣分離管。另外，空氣過濾器800被設置成不使用安全元件。
諸如空氣過濾器800的空氣過濾器可能是某些長途運輸中所需要的，其中預計不會遇到大灰塵量。
仍然參見圖49，濾芯820包括前述的z-過濾介質包821，其上具有前述的密封結構823。在入口端825安裝有預成型環(huán)826，其上的短小突出部827在部分流動面825上延伸。在安裝期間當進出口蓋806被移去時，預成型環(huán)826被定位以接合凸輪或坡面830，見圖50，以偏壓濾芯820至密封接合。在圖50中，以剖視圖示出了空氣過濾器800，以便理解這種接合。應該指出，進出口蓋806上的突出部分835有助于防止濾芯820從密封狀態(tài)退出。還應該指出，在這里沒有使用蓋子806上的接收室836，不過，它的結構允許模塊組件使用也適于具有粗濾器結構的部件。
應該指出，部分807，808可以是預成型的，并且如果需要可以固定在中央部分805上，并且可以具有對稱性，以允許一個以上的安裝方向。
參見圖50，應該指出，入口部分807上包括安裝支架807a，807b。另外，出口808包括安裝支架808a，808b?？諝膺^濾器800可通過入口和出口部分807，808上的支架(807a，807b，808a，808b)安裝在車輛或其他設備系統(tǒng)上；或者，它可以通過中央部分805上的U形安裝結構870安裝在位。通常，安裝會采用以上兩種選項之一，但不同時采用兩者。在某些結構中，可以不使用安裝支架(807a，807b，808a，808b)。在其他結構中，可以不使用U形安裝結構870。
應該指出，可以將類似于入口部分807和出口部分808上的安裝支架的支架用在本文所披露和示出的其他空氣過濾器結構上。
以下尺寸表示根據本發(fā)明原理構造的示例結構。當然可以使用多種尺寸。對于很多應用來說，通常長圓形介質包的槽紋長度為至少140mm，例如140-280mm。對于很多這樣的應用，長圓形介質包的較長部分尺寸通常至少約為300mm，例如300-350mm，較短尺寸為至少約180mm，例如180-220mm?？v橫比(較長截面長度與較短截面長度的比例)通常為至少1.4。
外殼部件和匣式部件的尺寸應當適合處理這樣的介質包。
介質包的尺寸，以及系統(tǒng)的總體大小一般可以根據空氣過濾器所需處理車輛或設備工作的需要進行選擇。本文所述的原理可用于各種尺寸的空氣過濾器，包括，例如，構造成用于操作預期空氣流范圍高達約1,100立方英尺/分鐘(大約31立方米/分鐘)的設備的空氣過濾器。一般，對于任何給定的尺寸，空氣過濾器系統(tǒng)與真空排氣器一起工作，而不是只是灰塵排出管，這可以適應更高的空氣流需求。
一般，提供了兩種處理較大空氣流規(guī)模的方法用更長的介質包來加長結構；和，增加總體周邊尺寸(介質包剖面尺寸)。在一些情況，可以同時采用這兩種方法。
B.圖51-62所示的過濾器濾芯和空氣過濾器的示例 圖54-61中的附圖標記1000表示采用了上述任何原理的空氣過濾器組件?？諝膺^濾器1000包括外殼1001。容納在外殼1001內部的包括過濾器濾芯1002(圖51-53和55)和安全過濾器1003。
外殼1001一般包括中央主體1005，進出口蓋1004，入口部分1006，和出口部分1007。入口部分1006包括粗濾器部分1008，總體如上文結合圖1和相關的說明所述。在1009處，為粗濾器部分1008提供了灰塵排出器或排出管。通常，灰塵排出器1009具有上文所述的灰塵排出器閥，或者它連至排氣管。
出口部分1007包括非中心安裝的出口孔1010(圖7)，類似于上文所述的那些出口部分。通過出口孔1010可以看到安全過濾器1003。
優(yōu)選地，將模塊結構用于外殼1001上。因此，入口部分1006可以按兩個旋轉方向的任意一個安裝。另外，出口部分1007可以在兩個旋轉位置的任意一個安裝，通常通過熱熔，焊接或其他方法永久性地安裝。
進出口蓋1004通過可松開的插銷1011在主體1005上固定在位?？梢圆捎枚喾N插銷結構，此處所示的過中心金屬絲插銷作為一種示例。
在通常作業(yè)中，要過濾的空氣進入粗濾器部分1008的入口部分1006。從圖55中可以看到，粗濾器部分1008具有多個離心分離器或旋風分離器1012。已過濾的空氣然后通過出口1007，尤其通過孔1010，在相對端1013(圖55)排出空氣過濾器1000。
再次參見圖55，其中以剖視圖示出了空氣過濾器1000。在圖55中，可以看見下述容納在內部的元件部分主過濾器濾芯1002和安全過濾器元件1003。
首先參見安全過濾器元件1003。一般，安全元件1003類似于安全元件641(圖36)和安全元件45(圖24)。
在圖51-53中可以看見過濾器濾芯1002。過濾器濾芯1002一般包括介質包1014，在這里是卷繞的Z-過濾介質包。在所示出的示例中，卷繞的Z-過濾介質包1014一般是橢圓形截面，在這里是跑道形，具有相對的彎曲端1015，1016和相對側1017，1018。側面1017，1018可以是直且平行的，或者可以略微彎曲，并且彼此相對。
過濾器濾芯1002還包括密封結構1019，在這里定向以形成外徑向密封件1020(圖55)。在圖53中，可以看到密封結構1019一般包括支撐1021，其上具有密封材料1022。這種一般方法在上面已結合圖19-21說明。
在圖51和52中，可以看到支撐1021包括延伸通過其間的格柵件1023。格柵件1023在防止擠壓介質包1014和進一步支撐總體過濾器濾芯1002方面有優(yōu)勢。另外，格柵件1023是引人注目并吸引人的。對于本專利的受讓人，唐納森公司來說，圖51和52中所示的這種具體格柵件也是唐納森公司特有的。
仍然參見圖51-53，過濾器濾芯1002包括匣或帶1024，優(yōu)選作為過濾器濾芯1002的一部分永久性安裝。帶1024具有類似于上述匣642的功能。在圖36所示元件的示例中，匣642可以從過濾器濾芯640移去。在這里，帶1024優(yōu)選作為過濾器濾芯1002的一部分永久性安裝?！逵谰眯园惭b″，表示在不破壞過濾器濾芯1002的其余部分的情況下，帶1024不能從過濾器濾芯1002的其余部分移去。帶1024環(huán)繞并且靠近過濾器濾芯1002的一端，在這里是入口端1025。帶1024包括突出結構，體現為手柄1026，類似于本文前述的結構。另外，蓋子1004包括容納手柄1026的接收室1027，同樣如前面所述。由于手柄1026位于過濾器濾芯1002的一端遠離具有密封結構1019的末端，過濾器濾芯1002在密封結構1019和手柄1026之間的區(qū)域是杠桿臂1031，有助于在維修空氣過濾器時將密封結構1019從接合狀態(tài)脫離。在本實施例中，杠桿臂1031比前面實施例中的杠桿臂長。更長的杠桿臂1031有助于從空氣過濾器1000移去過濾器濾芯1002。
從圖51和52可以看出，帶1024包括至少兩個具有不同寬度的區(qū)域。第一寬度1028是帶1024形成和容納手柄1026的區(qū)域。第二寬度區(qū)域1029是帶1024不容納手柄1026的部分。從圖51和52可以看出，手柄1026位于彎曲端1016上。相對的彎曲端1016具有第二寬度區(qū)域1029。側面1017，1018同時具有第一寬度1028和第二寬度1029作為其一部分。
在圖62中，所示出的帶1024包括格柵1030，為濾芯1002提供進一步支撐。
通過移去進出口蓋1004，然后可操作地加載過濾器濾芯1002，將過濾器濾芯1002裝入外殼1001中并且從外殼中卸載，類似于前面結構的說明。
在工作時，要過濾的空氣通過粗濾器1008進入空氣過濾器1000，然后通過過濾器濾芯1002，然后通過安全過濾器1003，并然后通過出口部分1007的孔1010離開空氣過濾器1000。
權利要求
1.空氣過濾器濾芯結構，包括(a)介質包，它具有(i)入口流動端和相對的出口流動端；(ii)多個入口流動槽紋，在所述入口流動端開口，并在靠近所述出口流動端封閉空氣從那里通過；(iii)多個出口流動槽紋，在靠近所述入口流動端封閉，并在所述出口流動端對出口流開口；(iv)橢圓截面形狀；(b)徑向的外殼密封結構固定在所述介質包的一端；(c)帶，它形成內部，并具有所述介質包置于其內；(i)所述帶具有坡面接合末端部分；所述坡面接合末端部分位于所述介質包遠離所述外殼密封結構的一端；和(ii)所述帶具有突出結構，以在操作期間用于抓握所述帶。
2.根據權利要求1所述的空氣過濾器濾芯結構，其中(a)所述突出結構靠近所述介質包的遠離外殼密封結構的一端。
3.根據權利要求1和2中任一權利要求所述的空氣過濾器濾芯結構，其中(a)所述突出結構包括固定在所述帶上的平臺，在所述平臺和所述帶的一部分之間具有凹槽。
4.根據權利要求1-3中任一權利要求所述的空氣過濾器濾芯結構，其中(a)所述帶的截面形狀具有兩個相對的彎曲端和兩個相對的側邊。
5.根據權利要求4所述的空氣過濾器濾芯結構，其中(a)所述突出結構的平臺固定在所述帶的一個彎曲端。
6.根據權利要求5所述的空氣過濾器濾芯結構，其中(a)所述平臺形成的周邊面積至少為3600平方毫米。
7.根據權利要求4-6中任一權利要求所述的空氣過濾器濾芯結構，其中(a)所述匣的兩個相對側包括直的，平行的，側面延伸部分。
8.根據權利要求1-7中任一權利要求所述的空氣過濾器濾芯結構，其中(a)所述介質包包括槽紋介質固定至表面片材并卷繞。
9.根據權利要求1-8中任一權利要求所述的空氣過濾器濾芯結構，其中(a)所述帶的坡面接合末端部分具有延伸通過它的末端格柵。
10.根據權利要求1-9中任一權利要求所述的空氣過濾器濾芯結構，其中(a)所述過濾器濾芯可以人工從所述帶分離。
11.根據權利要求1-9中任一權利要求所述的空氣過濾器濾芯結構，其中(a)所述過濾器濾芯永久安裝在所述帶上。
12.根據權利要求11所述的空氣過濾器濾芯結構，其中(a)所述帶包括至少兩個具有不同寬度的區(qū)域；(i)第一寬度是所述帶容納突出結構的區(qū)域；和(ii)第二寬度是所述帶不容納突出結構的區(qū)域。
13.空氣過濾器組件，包括(a)外殼，它包括入口部分；中央主過濾器濾芯容納部分；和出口部分；(i)所述中央主過濾器濾芯容納部分上具有安裝結構，它帶有三個可安裝側面；(ii)所述主過濾器濾芯容納部分上具有側面進出口蓋，它置于與安裝結構的中心相對的位置以打開維修孔；(b)空氣過濾器濾芯包括置于所述中央主過濾器濾芯容納部分內的介質包；(i)所述介質包具有(A)入口流動端和相對的出口流動端；(B)多個入口流動槽紋，在所述入口流動端開口，并在靠近所述出口流動端封閉空氣從那里通過；(C)多個出口流動槽紋，在靠近所述入口流動端封閉，并在所述出口流動端對出口流開口；(D)橢圓截面形狀；(ii)所述空氣過濾器濾芯的大小適合當所述側面進出口蓋被移去時，適合通過維修孔；和(iii)徑向的外殼密封結構固定在所述介質包的一端。
14.根據權利要求13的空氣過濾器組件，其中(a)所述入口部分是預成型的結構，它固定在中央主過濾器濾芯容納部分上；和(b)所述出口部分是預成型的結構，它固定在中央主過濾器濾芯容納部分上。
15.根據權利要求13和14中任一權利要求所述的空氣過濾器組件，其中(a)所述入口部分包括粗濾器結構，它包括多個灰塵分離器管。
16.根據權利要求13-15中任一權利要求所述的空氣過濾器組件，其中(a)所述出口部分包括偏心設置的流出口。
17.根據權利要求13-16中任一權利要求所述的空氣過濾器組件，其中(a)所述入口部分具有兩個相對的彎曲端和兩個相對的側面；和(b)所述出口部分具有兩個相對的彎曲端和兩個相對的側面。
18.根據權利要求13-17中任一權利要求所述的空氣過濾器組件，其中(a)所述中央主過濾器濾芯容納部分包括裝載斜坡結構，在安裝空氣過濾器濾芯到外殼內期間與所述空氣過濾器濾芯接合。
19.根據權利要求18所述的空氣過濾器組件，還包括(a)帶，它形成內部，并且具有所述介質包置于其內；(i)所述帶具有坡面接合末端部分；所述坡面接合末端部分位于所述介質包遠離外殼密封結構的一端；(A)所述坡面接合末端部分在安裝空氣過濾器濾芯入外殼內期間，與所述外殼的裝載斜坡結構接合；(ii)所述帶具有突出結構，以在操作期間用于抓握所述帶。
20.根據權利要求19的空氣過濾器組件，其中(a)所述過濾器濾芯永久安裝在所述帶上。
21.根據權利要求19和20中任一權利要求所述的空氣過濾器組件，其中(a)所述側面進出口蓋內形成接收室，用于容納所述帶的突出結構。
22.一種通過在空氣過濾器上的側面維修孔開口將空氣過濾器濾芯安裝入空氣過濾器外殼的方法；所述方法包括以下步驟(a)提供空氣過濾器濾芯，它包括介質包和固定在介質包上的徑向外殼密封結構；所述介質包具有(i)入口流動端和相對的出口流動端；(ii)多個入口流動槽紋，在所述入口流動端開口，并在靠近所述出口流動端封閉空氣從那里通過；(iii)多個出口流動槽紋，在靠近所述入口流動端封閉，并在所述出口流動端對出口流開口；(iv)橢圓截面形狀；(b)由所述外殼上的側面維修孔開口通過插入來安裝所述空氣過濾器濾芯；所述外殼包括入口部分；中央主過濾器濾芯容納部分；和出口部分；(i)所述中央主過濾器濾芯容納部分上具有帶三個可安裝側面的安裝結構；和(ii)所述主過濾器濾芯容納部分上具有側面進出口蓋，它置于與所述安裝結構的中心相對的位置以打開側面維修孔。
23.根據權利要求22所述的方法，其中(a)所述提供空氣過濾器濾芯的步驟包括提供其上固定有帶的空氣過濾器濾芯；(i)所述帶具有坡面接合末端部分；所述坡面接合末端部分位于介質包遠離外殼密封結構的一端；和(b)所述安裝步驟包括使所述坡面接合末端部分與外殼中的裝載斜坡結構接合。
24.根據權利要求23所述的方法，其中(a)所述提供空氣過濾器濾芯的步驟包括提供其上固定有帶的空氣過濾器濾芯，并且具有突出結構，以便在操作期間用于抓握所述帶；和(b)所述方法還包括，在安裝之后，通過將維修蓋定向覆蓋在所述側面維修孔開口上，和將維修蓋內的接收室定向在所述突出結構上面，封閉所述側面維修孔開口。
25.用于空氣過濾器組件的安全元件；所述安全元件包括(a)預成型的外裙緣具有兩個相對的彎曲末端，和兩個相對的側面；(b)由所述裙緣環(huán)繞的折疊介質；(c)置于所述裙緣上的徑向密封件；和(d)突出部分，從所述彎曲末端的第一端沿與所述彎曲末端的第二端相反的方向向外延伸至少5mm的距離。
全文摘要
提供了空氣過濾器和用于空氣過濾器的優(yōu)選部件。在一種結構中，所述空氣過濾器包括帶式或匣式部件，被設置成在使用期間可拆除地容納z－過濾介質包在其內。在另一種結構中，所述帶永久性地安裝于介質包。被設置成使用匣或帶的空氣過濾器結構包括具有中央外殼部分的結構，用于容納主過濾器濾芯和匣，并且其上具有3個可安裝側面的安裝結構。優(yōu)選的粗濾器結構和出口管結構可以固定在中央外殼部分上。
文檔編號B01D46/52GK1968733SQ200580019272
公開日2007年5月23日 申請日期2005年4月28日 優(yōu)先權日2004年4月30日
發(fā)明者P·R·庫隆福, J·G·德威特, C·D·奧爾松, T·G·米勒, M·A·巴利斯, W·R·W·畢曉普, D·F·恩格, 史蒂文·坎貝爾, 喬漢·福布 申請人:唐納森公司