專利名稱：Z過濾介質(zhì)包結(jié)構(gòu)；過濾器濾芯；空氣濾清器及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于過濾氣體的過濾介質(zhì)。本發(fā)明尤其涉及使用z過濾介質(zhì)的介質(zhì)包，所述z過濾介質(zhì)包括波紋狀介質(zhì)片材固定至表面片材，形成介質(zhì)包。具體地講，本發(fā)明涉及所述介質(zhì)包的形成以及它們包含在可維修的過濾器濾芯裝置中，通常用于空氣濾清器。還披露了空氣濾清器裝置及組裝和使用的方法。
背景技術(shù)：
流體流，例如空氣，其內(nèi)可攜帶雜質(zhì)物。在很多情況中，需要從流體流中過濾一些或全部的雜質(zhì)物。例如，流向機(jī)動車輛或發(fā)電設(shè)備的發(fā)動機(jī)的空氣流(例如助燃空氣)，流向燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的氣流和流向不同燃燒爐的空氣流，其內(nèi)攜帶有應(yīng)被過濾的顆粒雜質(zhì)。優(yōu)選對于這些系統(tǒng)，從流體中除去選定的雜質(zhì)物(或使其含量降低)。業(yè)已開發(fā)了多種流體過濾器(空氣或液體過濾器)裝置，用于抑制雜質(zhì)。不過，需要繼續(xù)改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了不同的技術(shù)和裝置，用于空氣濾清器和空氣濾清器的過濾器濾芯。在附圖所示的實施例中，展示了所述技術(shù)。應(yīng)當(dāng)注意，不是所有披露的技術(shù)和裝置都必須結(jié)合入系統(tǒng)中，才能使系統(tǒng)實現(xiàn)本發(fā)明的某些優(yōu)點。
示出了具體優(yōu)選的過濾器濾芯，它采用介質(zhì)包，所述介質(zhì)包包括波紋狀片材固定在表面片材上，以形成多個入口槽紋和出口槽紋，在相對的入口和出口流動面之間軸向延伸。固定至介質(zhì)包一端的是框架結(jié)構(gòu)，其上具有密封裝置。框架結(jié)構(gòu)包括外周密封支撐，優(yōu)選包括從相關(guān)的介質(zhì)包表面離開向外突出的軸向延伸部分；手柄裝置；和結(jié)構(gòu)裝置，用于將操縱(插入/移出)力從手柄裝置通過傳遞到密封支撐，而不通過介質(zhì)包傳遞所述力。在使用中，密封裝置位于軸向密封支撐上，并設(shè)置形成與空氣濾清器外殼的外殼密封。優(yōu)選地，密封裝置的外殼密封部分被設(shè)置成徑向密封，最優(yōu)選地具有朝向介質(zhì)包的插入方向。
優(yōu)選地，密封裝置還包括一部分，它密封框架和介質(zhì)包側(cè)壁之間，優(yōu)選環(huán)繞介質(zhì)包的接頭，界面或交接處。
同樣優(yōu)選地，密封裝置包括遠(yuǎn)離介質(zhì)包的外部軸向密封表面，用于在使用中與外殼部件形成蓋密封。
根據(jù)本發(fā)明提供了一種空氣濾清器裝置，用于與上述所表征的濾芯一起使用。所述空氣濾清器裝置包括外殼，它具有用于接收過濾器濾芯的內(nèi)部。所示的優(yōu)選外殼具有開口端內(nèi)用于接收過濾介質(zhì)包的第一部分，和定位在所述第一外殼部分的開口端上的蓋子部件或部分。蓋子優(yōu)選包括一部分，在安裝時與密封裝置的蓋子密封部分形成密封。所述外殼第一部分優(yōu)選包括端部擴(kuò)口，在其開口端，以在安裝過濾器濾芯時與外殼密封部分形成徑向密封。優(yōu)選地，外殼的蓋子部分包括軸向空氣流入口，并且外殼在相對蓋子的一端包括軸向空氣流出口。
在一些應(yīng)用中，空氣濾清器優(yōu)選被設(shè)置安裝成入口向下，而出口向上。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種安裝或維護(hù)空氣濾清器的方法，涉及過濾器濾芯的插入和密封在位。還披露了一種系統(tǒng)，包括本文所表征類型的空氣濾清器。


圖1是可用于本發(fā)明裝置的z過濾介質(zhì)的局部示意性透視圖。
圖2是圖1所示介質(zhì)的一部分的示意性截面圖。
圖3是各種波紋狀介質(zhì)定義的示例的示意圖。
圖4是制造本發(fā)明介質(zhì)的工藝的示意圖。
圖5是可用于本發(fā)明裝置的介質(zhì)槽紋的可選端部針刺的截面圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明安裝在車輛部分上的包括過濾器濾芯的空氣濾清器的示意性分解透視圖。
圖7是圖6的空氣濾清器組件的示意性側(cè)視圖。
圖8是沿圖7中線8-8的截面圖。
圖9是圖7和圖8所示裝置的部分的示意性放大局部截面圖。
圖10是可用于圖6-9的空氣濾清器組件的過濾器濾芯部件的側(cè)視圖。
圖11是沿圖10中線11-11的示意性截面圖。
圖12是可用于圖10和圖11的過濾器濾芯的部件的透視圖。
圖13是圖12的過濾器濾芯部件的俯視平面圖。
圖14是沿圖13中線14-14的截面圖。
圖15是沿圖13中線15-15的截面圖。
圖16是圖6-9中組件的外殼部件的截面圖；圖16是沿圖17中線16-16的較窄的截面圖。
圖17是圖16的外殼部件的截面圖，沿圖18中線17-17的較寬的截面尺寸截取。
圖18是朝向外殼部件內(nèi)部的平面視圖。
圖19是朝向圖16-18的外殼部件內(nèi)部的透視圖。
圖20是根據(jù)本發(fā)明包括空氣濾清器的車輛系統(tǒng)的示意圖。
圖21是其內(nèi)包括圖10和11的過濾器濾芯的第二空氣濾清器組件的分解示意圖；圖21是入口端透視圖。
圖22是圖21的空氣濾清器的未分解的透視圖。
圖23是朝向圖21的空氣濾清器的外殼部件內(nèi)部的透視圖。
圖24是朝向圖23的部件內(nèi)部的平面視圖。
圖25是總體沿圖24中線25-25的截面圖。
圖26是總體沿圖25中線26-26的截面圖。
具體實施例方式
I.Z-過濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)，概述 槽紋過濾介質(zhì)可用于以多種方式提供流體過濾結(jié)構(gòu)。一種公知的方式是z-過濾結(jié)構(gòu)。在本文中所用的術(shù)語“z-過濾結(jié)構(gòu)”，是指一種過濾結(jié)構(gòu)，其中各單獨的波紋狀、折疊或以其它形式形成的過濾槽紋被用于形成縱向，通常是平行的入口和出口過濾槽紋組，用于使流體流過介質(zhì)；所述流體沿介質(zhì)的相對入口和出口流動端(或流動面)之間的槽紋長度流動。Z-過濾介質(zhì)的一些示例披露于美國專利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篇引用文獻(xiàn)的每一篇均在此被結(jié)合入本文。
一種類型的z-過濾介質(zhì)，采用兩種特定介質(zhì)部件結(jié)合在一起，以形成介質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述兩種部件是(1)槽紋(通常是波紋狀)介質(zhì)片材；和(2)表面介質(zhì)片材。表面介質(zhì)片材通常是非波紋狀，不過它可以是波紋狀的，例如垂直于槽紋方向，如在申請日為2004年2月11日的美國臨時申請60/543,804中所披露的，該文獻(xiàn)在此被結(jié)合入本文。
槽紋(通常是波紋狀)介質(zhì)片材和表面介質(zhì)片材一起，用于形成具有平行的入口和出口槽紋的介質(zhì)。在一些情況中，槽紋片材和非槽紋片材固定在一起，然后卷繞以形成z-過濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)披露于，例如，U.S.6,235,195和6,179,890，所述文獻(xiàn)的每一篇均在此被結(jié)合入本文。在某些其它結(jié)構(gòu)中，波紋狀介質(zhì)固定至扁平介質(zhì)的一些非卷繞部分彼此層疊，以形成過濾結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的一個示例披露于美國專利5,820,646的附圖11，在此被結(jié)合入本文。
對于本文所描述的特定應(yīng)用，優(yōu)選卷繞結(jié)構(gòu)。
通常，將槽紋片材/表面片材組合繞自身卷繞，以形成卷繞的介質(zhì)包，是使表面片材向外進(jìn)行的。一些卷繞技術(shù)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，上述每個文獻(xiàn)均在此被結(jié)合入本文。結(jié)果，所得到的卷繞結(jié)構(gòu)一般具有部分表面片材作為介質(zhì)包的外表面。
本文所用的術(shù)語“波紋狀”是指介質(zhì)中的結(jié)構(gòu)，表示使介質(zhì)通過兩個波紋輥之間，即進(jìn)入兩個輥間的輥隙或咬合部分所得到的槽紋結(jié)構(gòu)，其中每個輥具有表面特征，適于在所得到的介質(zhì)上產(chǎn)生波紋效應(yīng)。術(shù)語“波紋”不是指由不涉及使介質(zhì)穿過波紋輥間的咬合部分的技術(shù)而形成的槽紋。不過，術(shù)語“波紋”是指應(yīng)用于即使介質(zhì)在形成波紋之后進(jìn)一步被修整和變形的情形，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(shù)，該文獻(xiàn)在此被結(jié)合入本文。
波紋狀介質(zhì)是槽紋介質(zhì)的一種特定形式。槽紋介質(zhì)是具有單獨槽紋(例如通過壓制波紋或折疊形成)延伸通過其間的介質(zhì)。
使用z-過濾介質(zhì)的可維修過濾元件或過濾器濾芯結(jié)構(gòu)有時被稱為“直通流動結(jié)構(gòu)”或其變形形式。一般，在本文是指可維修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)，進(jìn)入和離開過濾器濾芯的流動大致是相同的直通方向。本文中的術(shù)語“可維修”是指，周期性從相應(yīng)的流體濾清器取出并更換的含有介質(zhì)的過濾器濾芯。在一些情況中，每個入口流動端和出口流動端會大致呈扁平或平面，兩者彼此平行。不過，其變化形式，例如非平面的表面是可行的。
直通流動結(jié)構(gòu)(尤其對于卷繞介質(zhì)包)是，例如，與可維修的過濾器濾芯，例如美國專利號6,039,778中所示類型的圓柱形褶裙型過濾器濾芯形成對照，該文獻(xiàn)在此被結(jié)合入本文，其中在穿過該可維修濾芯時流體一般會轉(zhuǎn)彎。就是說，在6,039,778的過濾器中，流體通過圓柱形側(cè)面進(jìn)入圓柱形過濾器濾芯，然后轉(zhuǎn)向通過端面離開(在順流系統(tǒng))。在通常的逆流系統(tǒng)中，流體通過端面進(jìn)入可維修的圓柱形濾芯，然后轉(zhuǎn)向通過圓柱形過濾器濾芯的側(cè)面離開。所述逆流系統(tǒng)的示例在美國專利號5,613,992中示出，該文獻(xiàn)在此被結(jié)合入本文。
本文所用的術(shù)語“z-過濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)”及其變形，本身是指下述的任意一種或全部波紋狀或其他槽紋介質(zhì)網(wǎng)固定在表面介質(zhì)上，具有適當(dāng)?shù)拿芊庖栽试S限定入口和出口槽紋；或，所述介質(zhì)卷繞或以其它形式構(gòu)造或形成入口和出口槽紋的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；和/或，包括所述介質(zhì)的過濾結(jié)構(gòu)。
在圖1中，示出了可用于z-過濾介質(zhì)的介質(zhì)1的示例。介質(zhì)1由波紋狀片材3和表面片材4形成。
一般，圖1中波紋狀片材3的類型在本文一般被表征為具有規(guī)則的彎曲波形的槽紋或波紋7。本文中的術(shù)語“波形”，是指波谷7b和波峰7a交替的槽紋或波紋型式。本文中的術(shù)語“規(guī)則的”是指這樣的事實，即成對的波谷和波峰(7b，7a)以大致相同重復(fù)的波紋(或槽紋)形狀和尺寸交替。(另外，通常在規(guī)則的結(jié)構(gòu)中，每個波谷7b基本上是每個波峰7a的倒置。)術(shù)語“規(guī)則的”因此表示波紋(或槽紋)型式包括波谷和波峰，每對(包括相鄰的波谷和波峰)重復(fù)，沿槽紋長度的至少70％波紋在尺寸和形狀上大體沒有變化。本文中的術(shù)語“大體”，是指由于形成波紋狀或槽紋片材所用的工藝或形式的改變而造成的變化，而不是由于介質(zhì)片材3的柔韌性這一事實而產(chǎn)生的微小變化。關(guān)于重復(fù)型式的表征，不是指在任意給定的過濾結(jié)構(gòu)中，必須存在相同數(shù)量的波峰和波谷。介質(zhì)1可以終止于，例如，一對波峰和波谷之間，或者部分沿一對波峰和波谷。(例如在圖1中，以局部示出的介質(zhì)1具有八個完整的波峰7a和七個完整的波谷7b。)同樣，相對的槽紋端(波谷和波峰的端部)可能彼此不同。所述端部的變化在這些定義中是忽略的，除非特別說明。就是說，槽紋端部的變化旨在被上述定義覆蓋。
在本文波紋的“彎曲”波形特征中，術(shù)語“彎曲”是指不是由介質(zhì)上的折疊或折紋形狀所得到的波紋型式，而是每個波峰的頂點7a和每個波谷的底部7b沿半徑曲線形成。所述z-過濾介質(zhì)的通常半徑會是至少0.25mm，并通常不大于3mm。
對于波紋狀片材3，圖1所示的特定規(guī)則的彎曲波形的另一個特征是，在大約每個波谷和每個相鄰波峰的中點30，沿大部分槽紋7的長度，有過渡區(qū)，在這里彎曲部分倒置。例如，觀察圖1的背側(cè)或面3a，波谷7b是凹入?yún)^(qū)域，而波峰7a是凸起區(qū)域。當(dāng)然，當(dāng)朝向正側(cè)或面3b觀察時，側(cè)面3a的波谷7b形成波峰；而面3a的波峰7a形成波谷。(在一些情況中，區(qū)域30可以是直線段，而不是點，彎曲部分在片段30的端部倒置。) 圖1所示的特定規(guī)則的彎曲波形的波紋狀片材3的一個特征是，每個波紋大致是直的。本文中的“直的”，是指在邊緣8和9之間的長度的至少70％，通常是至少80％，波峰7a和波谷7b在截面上大體沒有變化。術(shù)語“直的”對于圖1所示的波紋型式，部分區(qū)別于WO 97/40918的圖1和
公開日為2003年6月12日的PCT公開文本W(wǎng)O 03/47722中所披露的波紋狀介質(zhì)的錐形槽紋型式，上述文獻(xiàn)在此被結(jié)合入本文。WO 97/40918的圖1的錐形槽紋，例如，會是彎曲波形，但不是“規(guī)則的”型式，或直槽紋型式，如本文中所用的術(shù)語。
參見當(dāng)前圖1和上文所述，介質(zhì)1具有第一和第二相對的邊緣8和9。當(dāng)介質(zhì)1被卷繞并形成介質(zhì)包時，一般邊緣9會形成介質(zhì)包的入口端，而邊緣8形成出口端，盡管相反的定向是可行的。
相鄰邊緣8提供有密封劑，通常為密封邊10，將波紋狀片材3和表面片材4密封在一起。密封邊有時被稱為“單面”密封邊，因為它是波紋狀片材3和表面片材4之間的密封邊，形成單面或介質(zhì)帶1。密封邊10密封封閉鄰近邊緣8的獨立槽紋11，以防空氣從其穿過。
相鄰邊緣9提供有密封劑，通常為密封邊14。密封邊14一般封閉靠近邊緣9的槽紋15，以防未過濾的流體穿過其內(nèi)。在介質(zhì)1繞其自身卷繞時通常適用密封邊14，使波紋狀片材3向內(nèi)。因此，密封邊14會在表面片材4的背側(cè)17和波紋狀片材3的側(cè)面18之間形成密封。密封邊14有時被稱為“卷繞密封邊”，因為它通常在帶1被卷繞成卷繞介質(zhì)包時適用。如果介質(zhì)1被切割成條帶并層疊，而不是卷繞，密封邊14則是“層疊密封邊”。
參見圖1，一旦介質(zhì)1被結(jié)合入介質(zhì)包，例如通過卷繞或?qū)盈B，它可按如下所述工作。首先，空氣沿箭頭12的方向進(jìn)入靠近端部9的開口槽紋11。由于端部8被密封邊10封閉，空氣會沿箭頭13所示方向穿過介質(zhì)。然后通過穿過靠近介質(zhì)包端部8的槽紋15的開口端15a，離開介質(zhì)包。當(dāng)然，可以反方向空氣流動來進(jìn)行工作。
對于本文圖1所示的特定結(jié)構(gòu)，平行的波紋7a，7b大致從邊緣8到邊緣9平直地完全穿過介質(zhì)。直槽紋或波紋可在選定位置變形或折疊，尤其在端部。為閉合而在槽紋端部的變化一般在上述定義的“規(guī)則”、“彎曲”和“波形”中是忽略的。
已知有不采用直的、規(guī)則的彎曲波形的波紋形狀的Z-過濾結(jié)構(gòu)。例如在Yamada等人的美國專利5,562,825中，示出了采用有些半圓形(截面)的入口槽紋靠近窄的V形(具有彎曲側(cè))出口槽紋的波紋型式(見5,562,825的圖1和3)。在Matsumoto等人的美國專利5,049,326中，示出了由一個具有半管狀的片材連接另一半管狀片材而形成的圓形(截面)或管狀槽紋，在所得到的平行、直的槽紋之間具有扁平區(qū)域，見Matsumoto’326的圖2。在Ishii等人的美國專利4,925,561(圖1)中，示出了折疊成具有矩形截面的槽紋，其中槽紋沿其長度逐漸收縮。在WO 97/40918(圖1)中，示出了具有彎曲波形(由相鄰彎曲的凸起和凹入的波谷形成)但沿其長度逐漸收縮(并因此不是直的)的槽紋或平行波紋。另外，在WO97/40918中，示出了具有彎曲波形但具有不同尺寸的波峰和波谷的槽紋。
一般，過濾介質(zhì)是相對柔性的材料，通常是無紡纖維材料(纖維素纖維，合成纖維，或兩者)，其內(nèi)經(jīng)常包括樹脂，有時用其他材料進(jìn)行處理。因此，它可適合或構(gòu)造成各種波紋型式，而沒有不可接受的介質(zhì)損壞。另外，它可易于卷繞或以其它形式構(gòu)造使用，同樣沒有不可接受的介質(zhì)損壞。當(dāng)然，在使用期間，它必須具有這樣的性質(zhì)，以使其會保持所需的波紋結(jié)構(gòu)。
在波紋壓制過程中，對介質(zhì)施加非彈性變形。這可防止介質(zhì)回到其初始形狀。不過，一旦釋放張力，槽紋或波紋會傾向于反彈，只恢復(fù)部分已發(fā)生的拉伸和彎曲。表面片材有時固定至槽紋片材，以抑制波紋片材的這種反彈。
另外，通常介質(zhì)包含樹脂。在壓制波紋過程中，介質(zhì)可被加熱到樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變點之上。當(dāng)樹脂隨后冷卻時，這會有助于保持槽紋形狀。
波紋片材3，表面片材4或兩者的介質(zhì)可在其一個側(cè)面或兩個側(cè)面上具有細(xì)纖維材料，例如根據(jù)US 6,673,136所披露，該文獻(xiàn)在此被結(jié)合入本文。
關(guān)于z-過濾結(jié)構(gòu)的一個問題涉及單獨槽紋端的封閉。通常，提供密封劑或黏合劑，以實現(xiàn)所述封閉。從上述討論可以看到，在通常的z-過濾介質(zhì)中，尤其是那些采用直槽紋而不是錐形槽紋的介質(zhì)，在上游端和下游端都需要大密封表面面積(和體積)。在這些位置的高質(zhì)量密封對于所得到的介質(zhì)結(jié)構(gòu)的正常工作是至關(guān)重要的。高密封劑體積和面積產(chǎn)生與之相關(guān)的問題。
現(xiàn)參見圖2，其中示意性地示出了采用規(guī)則、彎曲波形的波紋狀片材43和表面片材44的z-過濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)40。點50和51之間的距離D1定義了在給定波紋狀槽紋53的下面區(qū)域52中的表面介質(zhì)44的延伸部分。對于在相同距離D1上面的波紋狀槽紋53的弓形介質(zhì)的長度D2，當(dāng)然大于D1，這是由于波紋狀槽紋53的形狀。對于用于槽紋過濾器用途的通常規(guī)則形狀的介質(zhì)，點50和51之間介質(zhì)53的線性長度D2一般會是D1的至少1.2倍。通常，D2在1.2-2.0的范圍之內(nèi)，包括端值。一種用于空氣過濾器的特別常見的裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中D2大約為1.25-1.35 x D1。所述介質(zhì)，例如，已被商用于Donaldson PowercoreTM Z-過濾裝置。本文D2/D1比有時被表征為波紋狀介質(zhì)的槽紋/平面比或介質(zhì)拉伸性。
在波紋狀紙板業(yè)中，已經(jīng)定義了各種標(biāo)準(zhǔn)的槽紋。例如，標(biāo)準(zhǔn)E槽紋，標(biāo)準(zhǔn)X槽紋，標(biāo)準(zhǔn)B槽紋，標(biāo)準(zhǔn)C槽紋和標(biāo)準(zhǔn)A槽紋。所附圖3以及下面的表A提供了這些槽紋的定義。
唐納森公司(Donaldson Company，Inc.(DCI))，本發(fā)明的受讓人，已經(jīng)在各種z-過濾裝置中使用了變化的標(biāo)準(zhǔn)A和標(biāo)準(zhǔn)B槽紋。這些槽紋也在表A和圖3中定義。
表A
當(dāng)然，來自波紋狀盒子行業(yè)的其它標(biāo)準(zhǔn)槽紋定義是已知的。
一般，波紋狀盒子行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)槽紋結(jié)構(gòu)可用于定義波紋狀介質(zhì)的波紋形狀或大致波紋形狀。上述DCI A槽紋和DCI B槽紋與波紋壓制業(yè)標(biāo)準(zhǔn)A和標(biāo)準(zhǔn)B槽紋之間的比較，表明了一些常見的變化。
II.制造使用槽紋介質(zhì)的卷繞介質(zhì)結(jié)構(gòu)，概述 在圖4中，示出了制造對應(yīng)圖1所示帶1的介質(zhì)帶的制造工藝的示例。一般，表面片材64和具有槽紋68的槽紋(波紋)片材66結(jié)合在一起以形成介質(zhì)網(wǎng)69，在其間70處具有黏合劑密封邊。黏合劑密封邊70會形成單面密封邊10，見圖1。在工位71處進(jìn)行可選的針刺加工，以形成位于網(wǎng)中間的中央針刺部分72。Z-過濾介質(zhì)或z-介質(zhì)帶74可以沿密封邊70在75處切割或割開，以形成z-過濾介質(zhì)74的兩個部分76，77，每一部分具有邊緣，有密封劑帶(單面密封邊)在波紋狀和表面片材之間延伸。當(dāng)然，如果采用了可選的針刺工藝，具有密封劑帶(單面密封邊)的邊緣還會具有一組槽紋針刺在該位置。
實施圖4所表征工藝的技術(shù)披露于
公開日為2004年1月22日的PCTWO 04/007054，該文獻(xiàn)在此被結(jié)合入本文。
仍舊參見圖4，在z-過濾介質(zhì)74通過針刺工位71并最終在75處被割開前，它必須成型。在圖4所示的示意圖中，這通過使一片介質(zhì)92穿過一對波紋輥94，95來完成。在圖4所示的示意圖中，介質(zhì)片材92從卷96展開，繞過張力輥98，然后通過波紋輥94，95之間的輥隙或咬合部分102。波紋輥94，95具有齒104，這些齒在片材92通過輥隙102之后，會形成大致所需的波紋形狀(橫跨片材92垂直于機(jī)器加工方向)。通過輥隙102之后，片材92成為波紋狀，并在66處被標(biāo)記為波紋片材。波紋片材66然后固定至表面片材64。(在一些情況中，波紋加工可能涉及加熱所述介質(zhì)。) 仍然參見圖4，該工藝還示出了將表面片材64送至針刺加工位置71。所示表面片材64儲存在卷106上，然后被引向波紋片材66，以形成z-過濾介質(zhì)74。波紋片材66和表面片材64通過黏合劑或其它方式(例如通過超聲波焊接)固定在一起。
參見圖4，示出使用黏合劑線70作為密封邊，以將波紋片材66和表面片材64固定在一起。其它方式是可行的，例如，可在所示70a處適用密封邊，用于形成表面密封邊。如果在70a處適用密封劑，可能需要在波紋輥95中留有間隙，并可能在兩個波紋輥94，95中都留有間隙，以容納密封邊70a。
提供給波紋介質(zhì)的波紋類型是可以選擇的，并且通過波紋輥94，95的波紋或波紋齒指定。一種優(yōu)選的波紋型式是直槽紋的規(guī)則彎曲的波形波紋，如上文所定義。通常采用的規(guī)則彎曲的波形是，如上所定義的距離D2，在波紋型式中至少是如上定義的距離D1的1.2倍。在一種優(yōu)選應(yīng)用中，通常D2＝1.25-1.35×D1。在一些情況中，所述技術(shù)可適用于非“規(guī)則的”彎曲波型，包括例如，不使用直槽紋的波型。
如上所述，圖4所示的工藝可用于產(chǎn)生中央針刺部分72。圖5以截面形式示出在針刺并割開之后的一個槽紋68。
可以看到，折疊結(jié)構(gòu)118形成具有4個折紋121a，121b，121c，121d的針刺槽紋120。折疊結(jié)構(gòu)118包括扁平第一層或部分122，它固定在表面片材64上。示出第二層或部分124壓抵第一層或部分122。第二層或部分124優(yōu)選通過折疊第一層或部分122的相對外端126，127而形成。
仍然參見圖5，兩個折疊或折紋121a，121b在本文中一般被稱為“上部，向內(nèi)的”折疊或折紋。本文中術(shù)語“上部”表示當(dāng)沿圖5方向觀察折疊120時，所述折紋位于整個折疊120的上部部分。術(shù)語“向內(nèi)的”是指這樣的事實，即每個折紋121a，121b的折疊線或折紋線彼此相向。
在圖5中，折紋121c，121d一般在本文中被稱為“下部，向外的”折紋。本文中術(shù)語“下部”是指這樣的事實，即從圖5所示的方向，折紋121c，121d不像折紋121a，121b那樣位于頂部。術(shù)語“向外的”是指折紋121c，121d的折疊線彼此相離。
本文所用的術(shù)語“上部”和“下部”特定是指從圖5方向觀察的折疊120。就是說，它們并不表示折疊120在實際產(chǎn)品使用時取向所指的方向。
根據(jù)這些特征并參見圖5，可以看到，本發(fā)明中根據(jù)圖5所示優(yōu)選的規(guī)則折疊結(jié)構(gòu)118是包括至少兩個“上部，向內(nèi)的折紋”結(jié)構(gòu)。這些向內(nèi)的折紋是獨特的，并有助于提供整體結(jié)構(gòu)，其中折疊不會對相鄰的槽紋造成明顯的侵犯。
還可以看到第三層或部分128壓抵第二層或部分124。第三層或部分128通過從第三層128的相對內(nèi)端130，131折疊而成。
另一種觀察折疊結(jié)構(gòu)118的方式是參考波紋片材66的交替波峰和波谷的幾何形狀。第一層或部分122由倒置的波峰形成。第二層或部分124對應(yīng)相向折疊的雙峰(在倒置波峰之后)，并在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中抵靠倒置的波峰折疊。
在優(yōu)選方式中，結(jié)合圖5描述的可選針刺技術(shù)披露于PCT WO04/007054，該文獻(xiàn)在此被結(jié)合入本文。應(yīng)用卷繞密封邊卷繞介質(zhì)的技術(shù)披露于申請日為2004年3月17日的PCT申請US 04/07927中，該文獻(xiàn)在此被結(jié)合入本文。
本文所披露的技術(shù)特別適用于通過卷繞包括波紋片材/表面片材組合，即“單面”帶的單片材而得到的介質(zhì)包。上述某些技術(shù)可適用于這樣的結(jié)構(gòu)，它不是通過卷繞形成，而是例如，由多個單面帶形成。
卷繞的介質(zhì)包結(jié)構(gòu)可具有多種外周周邊定義。在本文中，術(shù)語“外周周邊定義”及其變形，是指從介質(zhì)包的入口端或出口端看去，所形成的外部周邊形狀。通常形狀是圓形，如PCT WO 04/007054和PCT申請US 04/07927中所披露。其它可用的形狀是長圓形，一些長圓形的示例為橢圓形。一般，橢圓形具有相對的彎曲端，由一對相對的側(cè)邊連接。在一些橢圓形中，相對的側(cè)邊也是彎曲的。在其他橢圓形中，有時被稱為跑道形，其相對的側(cè)邊是大致平直的。跑道形披露于，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沿垂直于卷的卷繞方向通過介質(zhì)包的截面所得到的周邊。
所述介質(zhì)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(jié)構(gòu)中，端部大致是扁平的且彼此垂直。在其他結(jié)構(gòu)中，所述端面包括錐形的，卷繞的階梯狀部分，它們可以由介質(zhì)包側(cè)壁的軸向末端向外軸向突出而形成；或從介質(zhì)包側(cè)壁的末端向內(nèi)軸向突出而形成。
槽紋密封件(單面密封邊，卷繞密封邊或?qū)盈B密封邊)可由多種材料制成。在所引用和結(jié)合入本文的不同文獻(xiàn)中，披露了熱溶或聚氨酯密封可用于多種應(yīng)用。
III.優(yōu)選的可維修過濾器濾芯；使用所述過濾器濾芯的空氣濾清器A.空氣濾清器的一般特征 圖6中的附圖標(biāo)記200總體示出了根據(jù)本發(fā)明的空氣濾清器組件。空氣濾清器組件200在圖6中以分解透視圖示出，而在圖7中以未分解圖示出。
參見圖7，空氣濾清器組件包括外殼201，它具有空氣流出口202和空氣流入口203。盡管其他方式是可行的，在圖7中示出了空氣濾清器200可用的工作方向，其出口202垂直位于入口203的上方。在圖6中，示出了空氣濾清器200以所述方向安裝在設(shè)備支撐架205上。
盡管其他方案是可行的，在所示特定結(jié)構(gòu)中，出口202和入口203均是軸向的。在本文中“軸向的”是指每個都居中在，并沿著空氣濾清器200在圖8所示211處的中心軸。在所示的特定示例中，它們還彼此朝向相反。
再次參見圖7，外殼201包括第一主過濾器濾芯接收部分208和可分離的入口端蓋部分209，它們一起形成圖8的外殼內(nèi)部210。對于所示的特定結(jié)構(gòu)，部分209包括其上的入口203，而部分208包括其上的出口202。參見圖8，再次注意到，對于所示的組件200，入口203和出口202居中繞相同的中心軸211定位，盡管其它方案是可行的。在這里，當(dāng)空氣流入口203和空氣流出口202居中定位在相同軸211上時，它們有時會被表征為“軸向?qū)?zhǔn)”。
應(yīng)當(dāng)指出，外殼201是示意性地示出。例如，通常銷、螺釘和其它裝置可用于將部分209在部分208上固定在位，所述銷在附圖中沒有示出。多種銷，包括例如，類似披露于US 6,190,432，6,350,291和6,179,890中的金屬絲銷(wirelatch)，都適合并可使用。另外，可以使用夾緊裝置。
參見圖6，空氣濾清器200包括可維修的過濾器濾芯215。本文中術(shù)語“可維修的”，表示在使用期間，過濾器濾芯215被設(shè)置成可拆除地(可操作的)定位在外殼內(nèi)部210中。濾芯215通常是維修件；因此它可以在使用一段時間之后被取出并更換。在一般操作中，通過入口203被抽入外殼內(nèi)部210的空氣穿過過濾器濾芯215。過濾器濾芯215一般包括介質(zhì)包216。當(dāng)空氣流過介質(zhì)包216時即被過濾。過濾的空氣然后通過出口202從外殼201穿過向外排出，隨后被導(dǎo)向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口或其它部件。
在通常工作中，導(dǎo)管裝置會被固定至入口203和出口202，以適當(dāng)引導(dǎo)空氣。
B.可維修的過濾器濾芯215 圖6的過濾器濾芯215一般包括介質(zhì)包216和端部框架/密封結(jié)構(gòu)217；端部框架/密封結(jié)構(gòu)217固定至介質(zhì)包216。
一般根據(jù)上述第I和II部分的描述，介質(zhì)包結(jié)構(gòu)216優(yōu)選包括z-過濾介質(zhì)。所示的特定介質(zhì)包216包括橢圓形，尤其是跑道橢圓形介質(zhì)包218，其具有相對的側(cè)邊218a，218b，和相對的彎曲端218c，218d，盡管其它方案是可行的。
一般，當(dāng)卷繞單面帶以形成介質(zhì)包216時，在卷上留有圖6所示的尾端220。通常優(yōu)選沿其長度密封所述尾端220，以應(yīng)對(a)在波紋介質(zhì)和表面件之間邊緣的泄漏；和(b)單面帶和其下的下一個卷繞間邊緣的泄漏。所述密封在圖6中示出，由沿尾端220通過位于其上的密封劑域221提供。密封劑域221可包括，例如熱溶性密封劑或其它密封劑材料。所述密封披露于申請日為2004年3月24日的美國臨時申請60/556,133，該文獻(xiàn)在此被結(jié)合入本文。
應(yīng)當(dāng)指出，一般沿介質(zhì)包216的內(nèi)部，具有一前端，它也需要被密封。密封前端的技術(shù)披露于，例如申請日為2004年6月8日的美國臨時申請60/578,482，并且所述技術(shù)在本文中可使用。
仍然參見圖6，介質(zhì)包216包括入口端或面222和相對的出口端或面223。對于所示的特定介質(zhì)包216，入口端面222和出口端面223一般各自是平面，并且彼此平行定位。應(yīng)當(dāng)注意，其他結(jié)構(gòu)是可行的，例如端面222，223不是平面的結(jié)構(gòu)。
一般，根據(jù)上述第I和II部分的描述，介質(zhì)包216包括多個入口槽紋和出口槽紋在端面222，223之間延伸。入口槽紋通常在入口端222或入口端222附近開口，并在出口端223或出口端223附近密封；而出口槽紋通常在末端222或末端222附近密封，并在出口端223或出口端223附近開口。
仍然參見圖6，對于所示的特定過濾器濾芯215，所示的優(yōu)選入口端框架/密封結(jié)構(gòu)217包括外殼密封件225；外殼密封支撐226(圖11)；蓋密封區(qū)域228；入口面柵格件229；和手柄結(jié)構(gòu)230。
在所示的特定過濾器濾芯215中，外殼密封支撐226，入口面柵格229，和手柄結(jié)構(gòu)230是圖12的(入口)端框架件235的一體部件，所述框架件固定至介質(zhì)包216的(入口)端222。此外，對于所示的特定過濾器濾芯215，外殼密封件225和蓋密封228是位于端部222的單個密封裝置236的一體部件。
參見圖12，示出了入口端框架件235?？蚣芗?35被設(shè)置成與圖6的介質(zhì)包216一端接合；并且對于所示的特定結(jié)構(gòu)，框架件235具有類似的橢圓形外周形狀，其具有相對的側(cè)面239，240和相對的彎曲端241，242。在這里，橢圓周邊形狀是跑道形，具有平直且平行的相對側(cè)239，240，盡管其他方案是可行的。
密封支撐226形成框架件235的外部周邊，并限定橢圓形狀。密封支撐226包括軸向延伸部分244和外周裙緣或擴(kuò)口部分245。本文所用的術(shù)語“軸向”是指延伸的方向，一般對應(yīng)在使用期間，介質(zhì)包216的入口面222和出口面223之間的空氣流方向，見圖6和8。密封延伸部分244和擴(kuò)口部分245可在圖14和15的截面圖中看到。
參見附圖12，外殼密封支撐226一般形成開口的內(nèi)部226a，用于在使用期間使空氣通過其間。柵格件229一般包括延伸部分229a，彼此間隔并延伸通過內(nèi)部226a。盡管其他方案是可行的，延伸部分229a通常固定至擴(kuò)口部分245，并且處于接合介質(zhì)包216的端部223的位置。優(yōu)選地，柵格件229a被設(shè)置成至少50％開口，更優(yōu)選至少80％開口。柵格件229可包括多種結(jié)構(gòu)，所示平行和垂直橫梁的特定結(jié)構(gòu)僅是一種示例。柵格件229a的形狀可根據(jù)裝飾原因選定和/或包括指定來源的特征(商標(biāo)/商業(yè)外觀特征)。
參見圖12，手柄結(jié)構(gòu)230被設(shè)置成從框架件235向外軸向突出，離開介質(zhì)包216，見圖6，并與介質(zhì)包端面222重疊。手柄結(jié)構(gòu)230被設(shè)置以允許使用者抓住濾芯215，見圖6，并通過作用于手柄結(jié)構(gòu)230的力將其插入外殼201或從外殼取出。
參見圖12，所示的特定手柄結(jié)構(gòu)230包括兩個相對扁平、間隔的部分250，251，各自具有孔250a，251a穿過其間，以方便抓取。部分250，251離開介質(zhì)包216向外軸向突出，與端面222重疊。它們優(yōu)選如此定位，使部分250，251在彎曲端241，242之間并平行于側(cè)面239，240的方向延伸，盡管其他方案是可行的。
框架件235可包括模制的塑料件，例如由玻璃和/或礦物填充的尼龍模制而成。如果需要，框架件235替代地可由金屬組裝。
在圖12的上下文中，在這里當(dāng)表征框架件235的部分成一體，表示在不對其進(jìn)行破壞的情況下，所述部分不能從框架件235分離。因此，所述部分可被一體模制成單個塑料件，或由金屬部件焊接或通過其它方式固定在框架件235上。本文所用的術(shù)語“一體模制”是指在模制作業(yè)中模制的部件來自單個樹脂池。
仍然參見圖12，可以理解，柵格件229a作為力傳遞的框架結(jié)構(gòu)，在使用中，將使用者抓住手柄結(jié)構(gòu)230，即一個或兩個手柄250和251的力傳遞到外殼密封支撐結(jié)構(gòu)226，與手柄結(jié)構(gòu)230相同的介質(zhì)包216的一端，尤其傳遞到軸向支撐242，而所述力沒有通過介質(zhì)包216傳遞，見圖11。由此帶來的優(yōu)點會在下文中進(jìn)一步討論。
現(xiàn)在參見圖10和11。在圖10中，以側(cè)視圖示出了過濾器濾芯215，該視圖朝向介質(zhì)包216的彎曲側(cè)218c之一。在圖11中，沿圖10的線11-11以截面圖示出過濾器濾芯215。應(yīng)當(dāng)指出，在圖11中，示意性地示出介質(zhì)包216，而沒有具體的內(nèi)部特征或定義。
除介質(zhì)包216和入口端框架件235外，過濾器濾芯215優(yōu)選包括如下1.框架件235和介質(zhì)包216之間的密封件，周邊環(huán)繞介質(zhì)包216，以阻止在使用中空氣從其間泄漏；2.位于框架件235上的外殼密封，用于與外殼208密封接合，以防止空氣流從入口203不通過介質(zhì)包216而到達(dá)出口202；見圖6；和3.可選的外殼蓋密封，以阻止使用期間在外殼部分208和蓋部分209之間不希望的空氣流動。
參見圖11，這些功能由密封結(jié)構(gòu)或密封材料236提供。更具體地講，在區(qū)域260，圖11，提供了鄰近出口端223框架件235和介質(zhì)包216之間的接頭或接合處。接頭260通過延伸環(huán)繞介質(zhì)包216的周邊(外周)，鄰近入口端222并覆蓋接頭260的密封材料區(qū)域261進(jìn)行密封；區(qū)域261與密封結(jié)構(gòu)236的其余部分成一體。
盡管其他方案是可行的，對于外殼密封，區(qū)域236限定外部周邊235，被設(shè)置成當(dāng)沿圖6的箭頭270所示的大致方向插入外殼201時，形成徑向密封。這種密封有時被表征為“外側(cè)徑向密封”或類似術(shù)語，因為密封表面225被導(dǎo)向為徑向向外。表面225被設(shè)置成階梯狀，具有較小尺寸的階梯225a和較大尺寸的階梯225b。蓋密封由區(qū)域275提供，它包括密封材料236的軸向外端。
盡管其他方案是可行的，通常并優(yōu)選地，密封材料用樹脂在過濾器濾芯215上模制就位?？捎玫拿芊獠牧鲜蔷郯滨?，通常是聚氨酯泡沫。在許多優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，會選用聚氨酯加以模制，其模制密度不大于每立方英尺30磅(0.32g/cc)，通常不大于221bs/cu.ft(0.35g/cc)。另外，通常選擇的硬度，邵氏A，不大于30，通常不大于25，經(jīng)常在12-12的范圍內(nèi)。盡管可以使用更硬或更致密的材料，但它們通常不是優(yōu)選地，這是因為如果涉及實質(zhì)阻礙，它們可能更難插入；并且它們可能增加成本和重量。
在使用期間，密封插入外殼部分的方向，一般在本文中會被稱作“密封插入方向”或“額定密封插入方向”。外殼密封區(qū)域236的特定密封表面225，被設(shè)置為朝向介質(zhì)包216的密封或元件插入方向，尤其朝向介質(zhì)包216的端部223，與安裝密封區(qū)域236的端部222相對。術(shù)語“額定密封方向”及其變形并不表示密封不能反向插入，而是表示在正常和預(yù)期使用中，所述結(jié)構(gòu)被設(shè)計用于特定方向的插入。
參見圖11，密封區(qū)域236包括前部傾斜表面236a，環(huán)狀外周236b和后部傾斜表面236c。前部傾斜表面236a比后部傾斜表面236c長，盡管其它方案是可行的。在本文中，“前部”和“后部”是指插入方向。
現(xiàn)參見圖9，它是局部截面圖，示出了濾芯215的外殼件208，入口端件209和密封236之間的交接處。在圖9中，通過示出區(qū)域236和外殼之間的重疊部分，示出了部分密封材料236和外殼201之間的干涉部分，應(yīng)當(dāng)理解，在實際操作中，密封區(qū)域236的材料會變形(例如通過厚度上的壓縮)，以適應(yīng)外殼208的相應(yīng)內(nèi)部尺寸。通常，區(qū)域236的最大壓縮會是至少1mm，例如1.8-2.2mm，盡管其它方案是可行的。在沒有密封236b處，區(qū)域281b可以向外呈階梯狀，以便于插入/取出。
參見圖9，外殼208包括軸向端部280以及端部280和側(cè)壁部分282之間的擴(kuò)口部分281。擴(kuò)口280提供開口，濾芯215可以沿箭頭270方向插入。擴(kuò)口281的內(nèi)表面281a會形成過濾器濾芯215的外殼密封表面。擴(kuò)口281和側(cè)壁部分282間的過渡部分283可用作密封區(qū)域236的內(nèi)部擋塊。
根據(jù)上文所述，可以理解涉及框架件235和密封結(jié)構(gòu)236的裝置的一些優(yōu)點。尤其是，當(dāng)操縱手柄結(jié)構(gòu)230，將過濾器濾芯215插入并密封在位，和/或從圖9所示方向取出濾芯215，操作者施加在手柄結(jié)構(gòu)230上的力通過框架件235傳遞到密封結(jié)構(gòu)260，而沒有通過介質(zhì)包216傳遞。因此，介質(zhì)包216與手柄結(jié)構(gòu)230一起移動，而沒有實質(zhì)應(yīng)力傳遞到介質(zhì)包216上。當(dāng)然，介質(zhì)包216在接頭260處固定，但接頭260在225處與密封的壓縮力脫離。因而，所述壓縮力不通過介質(zhì)包216傳遞。而是它們通過支撐226和柵格件229傳遞到手柄結(jié)構(gòu)230。
蓋密封形成于蓋209和區(qū)域236之間的290處。具體地講，蓋子件209包括其上的端部徑向架291，其上具有外部軸向延伸部分292；支架291在側(cè)壁293和延伸部分292之間延伸。當(dāng)蓋子209就位時，它會在區(qū)域290接合密封材料236，區(qū)域290即沿著軸向密封表面310，具有干涉部分由重疊部分表示。軸向稍微壓制密封區(qū)域236，例如在銷的閉合力作用下，會得到所述密封。
C. 主過濾器濾芯接收部分208，附圖16-19 現(xiàn)在參見圖16-19，示出了外殼部分208的內(nèi)部細(xì)節(jié)。鄰近出口202置有介質(zhì)包端面支撐結(jié)構(gòu)294，內(nèi)部翼片結(jié)構(gòu)295。翼片結(jié)構(gòu)295包括單獨的翼片296。翼片296在中心環(huán)297連接，見圖19。因此，翼片在側(cè)壁298和環(huán)297之間延伸。當(dāng)安裝濾芯215時，翼片296和環(huán)297，即翼片結(jié)構(gòu)295，被設(shè)置以接合介質(zhì)包216的出口端222，如同柵格。結(jié)果，在使用時，翼片結(jié)構(gòu)295會作為柵格以支撐介質(zhì)包216，抵制介質(zhì)包在從入口面223朝向出口面222的空氣壓力作用下變形。在本文中，翼片296和環(huán)297有時共同稱為“轂和翼片介質(zhì)包出口端支撐結(jié)構(gòu)”。
參見圖8，注意到外殼部分208的側(cè)壁298大體向內(nèi)呈錐形，在區(qū)域298a和298b之間延伸，其中置有介質(zhì)包216。向內(nèi)錐度通常相對較小，經(jīng)常小于0.6°。鄰近區(qū)域298b，內(nèi)部錐形部分可被設(shè)置成足夠小，以接合介質(zhì)包216的末端216b，以在該位置支撐所述介質(zhì)包。注意，點298a位于外殼壁的鐘形擴(kuò)口281和部分282之間的接合處；即上述的過渡區(qū)域283。
D. 空氣濾清器安裝及使用的示例 盡管其他方案是可行的，所示的空氣濾清器200尤其設(shè)置成適于在卡車引擎罩下方，例如安裝在框架件上，如此定向以從下方進(jìn)入維修口，即圖7所示的方向。維修涉及向下拆除蓋209，向下沿圖6的箭頭300方向拉出濾芯215，然后進(jìn)行更換。使用上述的向外徑向密封便于安裝。這是因為即使在安裝蓋209之前，一旦濾芯215插入外殼部分208的內(nèi)部208a，密封236會沿內(nèi)部281a接合擴(kuò)口281，并且密封壓縮趨向于使濾芯215保持在位。蓋209然后可以容易地通過例如，銷，螺釘，螺栓或夾具定位并固定在位。當(dāng)然，由于一旦蓋209被拆除，濾芯215傾向于保持在位，直到使用者抓住手柄結(jié)構(gòu)230并將濾芯215從與外殼部分208的密封接合中拉出，因此也便于拆卸和維修。
蓋密封位于圖9的290處也是方便的。所述密封防止空氣進(jìn)入外殼蓋209和外殼208之間。由于所述密封由軸向區(qū)域217與密封區(qū)域236成一體而形成，在任何時候維修過濾器濾芯215時它自動換出。因此，避免了額外的密封件，并且維修方便。如果需要，軸向區(qū)域217可具有不同的形狀。
外殼密封290尤其方便，即使位于介質(zhì)包216的上游端223，這是因為在卡車引擎罩的下方，環(huán)境可能包括雜質(zhì)，優(yōu)選不進(jìn)入空氣濾清器201。
關(guān)于使用環(huán)境和裝置，現(xiàn)參見圖20。在圖20中，示意性地示出了車輛300。具體地講，區(qū)域300可被認(rèn)為是卡車，其具有內(nèi)部區(qū)域301在引擎罩或類似結(jié)構(gòu)的下方，其中安裝有發(fā)動機(jī)和空氣濾清器裝置。所述空氣濾清器總體以302表示，具有管道303作為空氣流入空氣濾清器302的入口管道，和管道304作為來自空氣濾清器302的已過濾空氣被引至下游設(shè)備并最終進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口的空氣流管道。
所示的空氣濾清器302大體按照上文結(jié)合圖6-19的描述。
E.示例的空氣濾清器組件，附圖21-26 圖21的附圖標(biāo)記400示出了根據(jù)本發(fā)明的空氣濾清器組件。所述空氣濾清器400包括過濾器濾芯215，大致如上所述。
空氣濾清器400包括外殼部分402和蓋403。蓋403包括螺栓孔延伸部分404，在使用時，該孔對準(zhǔn)部分402上的螺栓接收部分405。在使用中，組裝時，螺栓可通過部件404，405突出，以將蓋403固定在外殼部分402上。在圖22中，示出了蓋403置于外殼部分402上的空氣濾清器400。
參見圖22，在410處示出了空氣流入口?？諝饬魅肟?10被設(shè)置成側(cè)向而非軸向引導(dǎo)空氣進(jìn)入空氣濾清器400的內(nèi)部。參見圖21，定位手柄250使窄尺寸沿側(cè)空氣流路徑的方向是方便的，以便不會以不希望的方式限制空氣流動或阻礙空氣流動。
參見圖21，外殼部分402包括在端部406的凹口407。當(dāng)組裝空氣濾清器400時，定位凹口407以接收入口410中的突出部分或部分，見圖22。外殼部分402包括第二凹口407a，定位以容納替換的入口蓋。這為部分402提供了更廣泛的適用性。
在圖23中，示出了外殼部分402。具體地講，可以看到外殼部分402的內(nèi)部402a，當(dāng)安裝濾芯215時，區(qū)域414位于形成外殼密封的位置。應(yīng)當(dāng)指出，部分402具有側(cè)空氣流出口420，位于外殼402彎曲側(cè)422的彎曲相對側(cè)421，見圖21，所述彎曲側(cè)422具有切割部分或凹口407，與形成入口410的蓋403的部分對準(zhǔn)。在圖24中，部分402以平面視圖示出。應(yīng)當(dāng)指出，部分402不包括柵格件延伸穿過其間，以在下游端223支撐過濾器濾芯215，見圖21。不過，如果需要，可以提供柵格件。
在圖25中，示出了截面視圖，示出了出口420。
在圖26中，示出了截面視圖，從不同方向示出了出口420。
參見圖21，應(yīng)當(dāng)指出，入口部分403被設(shè)置成“U”形入口流動通道。就是說，空氣進(jìn)入入口410，轉(zhuǎn)向延伸通過濾芯215的端面222，然后延伸通過濾芯215朝向外殼部分402的出口端420。其他不同于“U”形的入口結(jié)構(gòu)是可行的。
仍舊參見圖21，應(yīng)當(dāng)指出，出口420是“L”形出口。就是說，當(dāng)空氣離開外殼部分402，它大致以“L”形穿過轉(zhuǎn)向流動，以離開外殼部分402。盡管其它方案是可行的，這是方便的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，出口420可以定向為其他方向。
F.一些示例尺寸 空氣濾清器裝置201可具有各種不同的尺寸和結(jié)構(gòu)。所示出的示例結(jié)構(gòu)，只是為了說明原理并示出適于插入的特定方便結(jié)構(gòu)。
對于附圖中所示的特定結(jié)構(gòu)，下述尺寸會提供工作示例的表示1.入口203上的點203a和出口202上的點202a之間的長度尺寸，圖8-392.6mm；2.介質(zhì)包的軸向長度-200mm；3.介質(zhì)包的較長寬度尺寸-216mm；4.介質(zhì)包的較短寬度尺寸-114mm；5.在未壓縮結(jié)構(gòu)中密封材料的最長外圍寬度-228.9mm；6.在較短寬度方向上密封材料的最長外圍寬度-126.9mm；7.擴(kuò)口281的最長內(nèi)部尺寸-227.7mm，允許總共1.2mm的干涉部分，或圍繞擴(kuò)口281的內(nèi)部，密封236和外殼201之間0.6mm的干涉部分；8.末端310和端點311之間密封材料236的總軸向長度，圖11，-34mm；9.點311和點312之間的軸向長度，圖9，-10.8mm；10.介質(zhì)包216和內(nèi)部282a之間在點313處的間隙，圖9-2.1mm；11.外殼側(cè)壁厚度1.9mm。
通過使用上述尺寸作為指導(dǎo)，可從附圖推導(dǎo)出其它尺寸。
權(quán)利要求
1.一種空氣過濾器濾芯，包括(a)介質(zhì)包，它包括由波紋狀介質(zhì)固定至表面介質(zhì)而形成的過濾介質(zhì)；(i)所述介質(zhì)包具有相對端，形成入口和出口流動面，具有多個入口槽紋和出口槽紋在所述入口和出口流動面之間延伸；(b)框架結(jié)構(gòu)，固定至所述介質(zhì)包的一端；所述框架結(jié)構(gòu)包括(i)其上的手柄部分，離開流動面軸向向外突出，并且與所述介質(zhì)包重疊；(ii)外殼密封支撐，在與所述手柄部分相同的介質(zhì)包的一端；和(iii)將操縱力從所述手柄部分傳遞到所述外殼密封支撐，而沒有通過所述介質(zhì)包的結(jié)構(gòu)；和，(c)密封結(jié)構(gòu)，位于框架結(jié)構(gòu)上，與所述外殼密封支撐重合，并包括外殼密封部分；(i)所述外殼密封部分包括一部分，被設(shè)置以形成外部徑向密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器濾芯，其中(a)所述密封結(jié)構(gòu)包括模制在位的聚合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一權(quán)利要求所述的空氣過濾器濾芯，其中(a)所述外殼密封支撐包括軸向部分和擴(kuò)口部分；所述擴(kuò)口部分位于靠近所述介質(zhì)包，具有軸向突出部分從其向外延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的空氣過濾器濾芯，其中(a)所述密封結(jié)構(gòu)的一部分包括密封所述介質(zhì)包和框架結(jié)構(gòu)之間接頭的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的空氣過濾器濾芯，其中(a)所述密封結(jié)構(gòu)包括聚氨酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的空氣過濾器濾芯，其中(a)所述介質(zhì)包包括波紋狀片材固定至表面片材的卷繞帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空氣過濾器濾芯，其中(a)所述介質(zhì)包具有橢圓形截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣過濾器濾芯，其中(a)所述介質(zhì)包具有跑道形截面，其具有一對相對的直側(cè)邊和一對相對的彎曲端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣過濾器濾芯，其中(a)所述密封結(jié)構(gòu)的外殼密封部分具有橢圓形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空氣過濾器濾芯，其中(a)所述外殼密封部分具有兩個相對的直側(cè)面和兩個相對的彎曲端。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器濾芯，其中(a)所述外殼密封部分被設(shè)置具有額定密封插入方向，定向為朝向介質(zhì)包遠(yuǎn)離所述框架結(jié)構(gòu)的一端。
12.一種空氣濾清器裝置，包括(a)外殼，具有第一過濾器濾芯接收部分和第二蓋部分；所述外殼形成內(nèi)部；(b)過濾器濾芯，可取出地置于所述外殼內(nèi)部中；所述過濾器濾芯包括(i)介質(zhì)包，它包括由波紋狀介質(zhì)固定至表面介質(zhì)而形成的過濾介質(zhì)；(A)所述介質(zhì)包具有相對端，形成入口和出口流動面，具有多個入口槽紋和出口槽紋在所述入口和出口流動面之間延伸；(ii)框架結(jié)構(gòu)，固定至所述介質(zhì)包的一端；所述框架結(jié)構(gòu)包括(A)其上的手柄部分，離開流動面軸向向外突出，并且與所述介質(zhì)包重疊；(B)外殼密封支撐，在與所述手柄部分相同的介質(zhì)包的一端；和(C)將操縱力從所述手柄部分傳遞到所述外殼密封支撐，而沒有通過所述介質(zhì)包的結(jié)構(gòu)；和(iii)密封結(jié)構(gòu)，位于所述框架結(jié)構(gòu)上，與所述外殼密封支撐重合，并且包括外殼密封部分；(A)所述外殼密封部分具有外部徑向密封。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣濾清器裝置，其中(a)所述過濾器濾芯接收部分內(nèi)具有空氣出口；(b)所述蓋子部分內(nèi)具有空氣入口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的空氣濾清器裝置，其中(a)所述外殼密封部分被設(shè)置具有額定密封插入方向，定向為朝向所述介質(zhì)包遠(yuǎn)離所述框架結(jié)構(gòu)的一端；(b)所述密封結(jié)構(gòu)包括外部、軸向蓋密封區(qū)域；和(c)所述蓋子部分包括一表面，壓抵所述外部、軸向蓋密封區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣濾清器裝置，其中(a)所述外殼的第一部分包括側(cè)壁，具有開口端，其上具有擴(kuò)口部分；(i)所述擴(kuò)口部分形成外殼密封表面；和(b)所述過濾器濾芯置于所述外殼內(nèi)，具有外殼密封結(jié)構(gòu)徑向密封抵靠所述外殼密封表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的空氣濾清器裝置，其中(a)所述空氣出口是軸向空氣出口，而所述空氣入口是軸向空氣入口。
17.一種組件，包括(a)具有發(fā)動機(jī)艙的車輛；和(b)置于所述發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的空氣濾清器；(i)所述空氣濾清器包括外殼，具有第一過濾器濾芯接收部分和第二蓋子部分；所述外殼形成內(nèi)部；(A)所述外殼包括空氣入口和空氣出口；(ii)過濾器濾芯，置于所述外殼內(nèi)部中；所述過濾器濾芯包括(A)介質(zhì)包，具有相對端，形成入口和出口流動面，具有多個入口和出口槽紋在所述入口和出口流動面之間延伸；(B)密封結(jié)構(gòu)，定位以在所述過濾器濾芯和外殼之間提供徑向外殼密封；(C)所述過濾器濾芯置于所述外殼中，所述介質(zhì)包入口流動面位于所述介質(zhì)包出口流動面下方。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的組件，其中(a)所述介質(zhì)包包括由波紋狀介質(zhì)固定至表面介質(zhì)而形成的過濾介質(zhì)；(b)所述過濾器濾芯包括框架結(jié)構(gòu)固定至所述介質(zhì)包的一端；所述框架結(jié)構(gòu)包括(i)其上的手柄部分，離開流動面軸向向外突出，并且與所述介質(zhì)包重疊；(ii)外殼密封支撐，在與所述手柄部分相同的介質(zhì)包的一端；和(iii)將操縱力從所述手柄部分傳遞到外殼密封支撐，而沒有通過所述介質(zhì)包的結(jié)構(gòu)；和(c)所述密封結(jié)構(gòu)置于所述框架結(jié)構(gòu)上，與所述外殼密封支撐重合，并且包括外殼密封部分；(i)所述外殼密封部分至少形成外部徑向密封。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的組件，其中(a)所述外殼出口是向上的軸向出口；和(b)所述外殼入口是向下的軸向入口。
20.一種將過濾器濾芯安裝在空氣濾清器中的方法(a)所述外殼包括第一外殼部分，定位使空氣流動出口端在空氣流動入口端之上；(b)所述方法包括如下步驟(i)將過濾器濾芯置于所述第一外殼部分內(nèi)；所述過濾器濾芯包括(A)介質(zhì)包，具有相對端，形成入口和出口流動面，具有多個入口和出口槽紋在所述入口和出口流動面之間延伸；和(B)密封結(jié)構(gòu)，定位以在所述過濾器濾芯和外殼之間提供徑向外殼密封；(1)所述介質(zhì)包定位以使所述出口流動面在所述入口流動面之上；和(ii)放置外殼蓋子部分，以閉合外殼第一部分開口端。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中(a)所述過濾器濾芯包括其上的蓋軸向密封部分；和(b)放置外殼蓋的步驟包括將外殼蓋與外殼軸向蓋密封部分接合。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中(a)介質(zhì)包包括由波紋狀介質(zhì)固定至表面介質(zhì)而形成的過濾介質(zhì)；(b)所述過濾器濾芯包括框架結(jié)構(gòu)固定至所述介質(zhì)包的一端；所述框架結(jié)構(gòu)包括(i)其上的手柄部分，離開流動面軸向向外突出，并且與所述介質(zhì)包重疊；(ii)外殼密封支撐，位于與所述手柄部分相同的介質(zhì)包的一端；和(iii)將操縱力從所述手柄部分傳遞到外殼密封支撐，而沒有通過所述介質(zhì)包的結(jié)構(gòu)；和(c)所述密封結(jié)構(gòu)置于所述框架結(jié)構(gòu)上，與所述外殼密封支撐重合，并且包括外殼密封部分；(i)所述外殼密封部分包括一部分，被設(shè)置以形成外部徑向密封。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于空氣濾清器的過濾器濾芯。所述過濾器濾芯包括介質(zhì)包，具有流動端，其上具有框架結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的框架結(jié)構(gòu)包括框架件，它包括密封支撐；手柄結(jié)構(gòu)；和其上的力傳遞結(jié)構(gòu)。所述密封件位于所述框架上。示出了一種采用所述濾芯的空氣濾清器裝置。披露了組裝和維修的方法。
文檔編號B01D46/52GK101022877SQ200580031457
公開日2007年8月22日 申請日期2005年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者B·K·尼爾森, D·W·尼爾森 申請人:唐納森公司