專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)薄膜過(guò)濾器和/或用于過(guò)濾器的整體框架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)通常涉及過(guò)濾系統(tǒng)，并且更具體地講，涉及一種用于防止灰塵、水、和/或其他污染物進(jìn)入敏感的電子器件殼體的過(guò)濾外界空氣的空氣過(guò)濾系統(tǒng)以及結(jié)合這種空氣過(guò)濾器的無(wú)線電通訊過(guò)濾/電子系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為應(yīng)用或操作環(huán)境的一個(gè)背景的例子，例如在移動(dòng)電話基站和無(wú)線電塔的操作中使用的高敏感和貴重的無(wú)線電通訊設(shè)備通常被容納在戶(hù)外的殼體中。這些殼體在尺寸和構(gòu)造上可能顯著變化。一些是裝配有門(mén)并建造在地面上，并且足夠大以掩蔽保養(yǎng)設(shè)備的維護(hù)和維修人員。其他殼體較小且可能遠(yuǎn)離地面并部分在高處定位，并且直接安裝在無(wú)線電塔上，例如安裝在無(wú)線電塔上的金屬殼。因此，存在為無(wú)線電通訊基站提供不同類(lèi)型無(wú)線電通訊電子器件殼體的不同方式。這些無(wú)線電通訊基站通常遍及全世界設(shè)置，許多設(shè)置在相當(dāng)偏遠(yuǎn)的地區(qū)。因?yàn)槿菁{在這些殼體中的電子設(shè)備在操作期間一般使用高壓電流，在殼體內(nèi)部可能產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量。為確保該高敏感和貴重設(shè)備的連續(xù)操作不受到過(guò)多熱量積累的不利影響，殼體可包括一些類(lèi)型的冷卻系統(tǒng)以將殼體中的溫度維持在可接受的范圍內(nèi)。這種冷卻系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)為將冷空氣從殼體外的大氣引入同時(shí)將殼體內(nèi)部的熱空氣排出的風(fēng)扇。另外，一些殼體可以簡(jiǎn)單地提供冷空氣從外界穿過(guò)殼體的流路以冷卻容納在殼體中的電子設(shè)備。由于上述的容納在這些殼體中的電子設(shè)備的敏感性，重要或非常期望的是，該殼體防止可能損害設(shè)備的外界因素，例如水、污垢、和灰塵進(jìn)入殼體。在一些系統(tǒng)中，薄膜過(guò)濾器被用于確保設(shè)備被充分保護(hù)而不受水、污垢、和灰塵顆粒的影響。這些系統(tǒng)通常為密封殼體，但具有用于薄膜過(guò)濾器的開(kāi)口和用于排出內(nèi)部空氣的出口。其他系統(tǒng)是完全密封的并通常被稱(chēng)為熱交換系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，這些系統(tǒng)可能在取決于給定的無(wú)線電通訊基站和無(wú)線電塔的設(shè)置地方的大范圍的不同氣候和環(huán)境下操作。例如，這些無(wú)線電通訊基站中許多靠近海洋設(shè)置并因此遭受有時(shí)稱(chēng)為"鹽霧"的含有鹽的塵霧或者霧的侵害。因此，這樣的無(wú)線電通訊基站的操作者將典型地具有用于保護(hù)包含在基站內(nèi)部的其電子設(shè)備的特定需要。實(shí)際上，采用的一個(gè)典型的試驗(yàn)被稱(chēng)為"鹽霧試驗(yàn)"，其中，整個(gè)箱柜(換句話說(shuō)，里面安裝過(guò)濾器的殼體)將被放入環(huán)境試驗(yàn)室中并暴露于鹽霧噴射30天的條件下，按照GR-487-C0RE標(biāo)準(zhǔn)及根據(jù)ASTM B 117標(biāo)準(zhǔn)。在該試驗(yàn)期間，風(fēng)扇運(yùn)行將包括鹽霧的空氣流吸入到過(guò)濾元件中。由于鹽霧中的濕氣顆粒的小尺寸和水的流體特性(處于液態(tài)的水容易變形并可容易在尺寸上膨脹或收縮；而不同于傳統(tǒng)的為固體并被認(rèn)為具有固定尺寸的灰塵顆粒)，并且結(jié)合鹽的復(fù)雜情況，可以看出，借助于風(fēng)扇將空氣吸入殼體中來(lái)防止穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的濕氣通過(guò)是相當(dāng)困難的。當(dāng)希望將沒(méi)有霧/塵霧或其他水、灰塵和顆粒的空氣引入殼體中以冷卻殼體內(nèi)部時(shí)，尤其是如此。因此，過(guò)度限制的過(guò)濾器將不是令人滿(mǎn)意的。此外，溫度的變化和溫度的波動(dòng)會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生困難。雖然一個(gè)背景例子在上面相當(dāng)詳細(xì)地描述，但是應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，除無(wú)線電通訊行業(yè)外， 具有許多不同的應(yīng)用，在這些應(yīng)用中希望使可能攜帶有灰塵、濕氣和/或鹽的外部空氣排出殼體內(nèi)部，而不攜帶這種灰塵、濕氣和/或鹽進(jìn)入殼體內(nèi)部。例如，生產(chǎn)設(shè)施、凈化室、材料儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)、以及許多其他電子器件殼體同樣用被過(guò)濾的外界空氣排氣。因此，許多不同的排氣布置和環(huán)境是已知的。試圖為無(wú)線電通訊基站和其他這樣的應(yīng)用提供薄膜過(guò)濾元件的現(xiàn)有技術(shù)在申請(qǐng)人為Reeck等的6，885，554號(hào)美國(guó)專(zhuān)利(部分轉(zhuǎn)讓給W. L Gore&Associates GMBH)以及 W. L Gore&Associates GMBH(這里稱(chēng)為〃 Gore")的 EP 1，750，493A1 中公開(kāi)，上述兩項(xiàng)專(zhuān)利中并非與本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容不一致的內(nèi)容被結(jié)合于此作為參考。其他更早的專(zhuān)利同樣公開(kāi)了用于這種容納電子設(shè)備等的不透水殼體密封件的薄膜過(guò)濾元件，例如KcAayashi的 6，885，554 號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Kenji 的 04-0338794 號(hào)日本公開(kāi)文本、Tsutsumi 的 JPH06-031130、 George的5，507，847號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Fuglister的5，901，034號(hào)美國(guó)專(zhuān)利以及Lchiyasu的EP 0，395，331。然而，通常這樣的現(xiàn)有技術(shù)僅僅試圖公開(kāi)并且被限制為使用"薄膜"類(lèi)型的過(guò)濾器，其按照Gore (例如US 6，218，000)的更早的專(zhuān)利記錄，其顯然包括從顆粒狀物擠出薄的矩形PTFE (亦稱(chēng)注冊(cè)商標(biāo)特富龍 )帶膜并隨后拉伸該膜以在膜內(nèi)部形成孔隙結(jié)構(gòu)的工藝。雖然市售的來(lái)自于Gore的薄膜式過(guò)濾器⑧在目前被認(rèn)為通過(guò)鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，但是這些過(guò)濾器像該專(zhuān)利那樣需要特殊的薄膜材料，其由于緊的膜結(jié)構(gòu)受到限制并由于薄膜的表面負(fù)載特性而非?？焖俚刎?fù)載，因此由于增加的限制更快地減少隨著時(shí)間的流逝的氣流并減少壽命。不同的環(huán)境將經(jīng)受不同類(lèi)型的包括不同顆粒尺寸的不同等級(jí)密度的灰塵顆粒。因而，這些類(lèi)型的過(guò)濾器對(duì)于可能全球存在的許多不同氣候和操作環(huán)境來(lái)說(shuō)可能不是最理想的。同樣存在一些拒水性非薄膜材料的討論，例如KcAayashi的US 6，885，5M號(hào)美國(guó)專(zhuān)利， 其提到多孔膜或特富龍，而可選擇的是各類(lèi)的拒水纖維材料。其他現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)如專(zhuān)利'554中所提到的冷卻水密封閉件的努力為密封的熱交換器系統(tǒng)，其利用熱交換器來(lái)冷卻內(nèi)部空氣，這與將新鮮的外部空氣引入電子器件殼體相反。然而這些類(lèi)型的系統(tǒng)不使用過(guò)濾器，因?yàn)樾迈r空氣不允許穿透殼體。作為替代，單獨(dú)的外部和內(nèi)部風(fēng)扇使空氣循環(huán)通過(guò)熱交換器。這些系統(tǒng)因而一般更貴并且更容易受到熱交換單元中熱交換效率的影響。各種工業(yè)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)研發(fā)用于結(jié)合冷卻系統(tǒng)的無(wú)線電通訊殼體或其他封閉件， 也就是說(shuō)應(yīng)用于熱交換單元和薄膜型過(guò)濾單元。這些可能包括例如風(fēng)驅(qū)動(dòng)雨侵入試驗(yàn)、雨侵入試驗(yàn)(沒(méi)風(fēng)，但降雨量大)、草地灑水器試驗(yàn)、風(fēng)雨密性(weather tightness)和灰塵浸入試驗(yàn)、風(fēng)阻力試驗(yàn)、抗沖擊試驗(yàn)、耐火試驗(yàn)(例如由于灌叢火)以及耐腐蝕或鹽霧試驗(yàn)。 對(duì)于過(guò)濾器鹽霧試驗(yàn)通常被證明是最困難，因?yàn)榭赡苄枰邴}霧中經(jīng)過(guò)30天。例如根據(jù)一個(gè)試驗(yàn)，整個(gè)箱柜將被放置在環(huán)境試驗(yàn)室中并暴露在鹽霧中噴射30天，按照GR-487-C0RE并根據(jù)ASTM B 117。用于循環(huán)外界空氣的風(fēng)扇(即熱交換器風(fēng)扇)在該暴露期間處于運(yùn)行狀態(tài)。僅僅防止(帶有鹽的)濕氣穿透過(guò)濾元件進(jìn)入箱柜的過(guò)濾器通過(guò)該嚴(yán)格的試驗(yàn)。對(duì)于過(guò)濾器存在嚴(yán)重困難的其他試驗(yàn)是模擬淋雨試驗(yàn)。本發(fā)明的目的在于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)提出改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明具有單獨(dú)或與包括但不僅限于與下面內(nèi)容結(jié)合的可能被請(qǐng)求和保持專(zhuān)利性的幾個(gè)方面。通常，本發(fā)明的許多方面涉及用于無(wú)線電通訊行業(yè)的無(wú)薄膜過(guò)濾器，該過(guò)濾器根據(jù)由許多工業(yè)中需要的嚴(yán)格的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議可既負(fù)載灰塵又防止?jié)駳獾那謹(jǐn)_。致密的纖維交纏物提供了一定的毛細(xì)管作用和表面張力特性。單獨(dú)的方面可涉及整體成形的聚合材料框架，例如發(fā)泡的氨基甲酸乙酯、塑溶膠或類(lèi)似物，其可以整體提供密封。該方面還可以同樣用于電子器件殼體的薄膜介質(zhì)。在本發(fā)明的一方面中，一種裝置包括具有無(wú)線電通訊電子器件的無(wú)線電通訊站、 包括使無(wú)線電通訊電子器件封閉其中的殼體的冷卻單元。該殼體具有接收來(lái)自于外界環(huán)境空氣的進(jìn)氣口。該裝置進(jìn)一步包括設(shè)置為過(guò)濾通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣的過(guò)濾元件。該過(guò)濾元件沒(méi)有薄膜層。該過(guò)濾元件包括防止空氣中夾帶的灰塵和濕氣進(jìn)入以防止無(wú)線電通訊電子器件的污染的纖維交纏物。在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，一種過(guò)濾器包括適于為面板過(guò)濾器提供的防水和防腐蝕的矩形框架、密封地接合該矩形框架的矩形墊圈、以及密封地安裝在矩形框架中的過(guò)濾介質(zhì)。該過(guò)濾介質(zhì)具有深度至少大約0.5英寸的褶并且為不含有薄膜層的復(fù)合介質(zhì)。該過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)一步包括載體基底層和層壓在其上的效率纖維交纏物。該效率纖維交纏物包括疏水纖維以提供大于MERV 14級(jí)的復(fù)合介質(zhì)。在本發(fā)明的又一個(gè)方面中，一種保護(hù)無(wú)線電通訊設(shè)備的方法包括(a)將電子無(wú)線電通訊設(shè)備容納在具有進(jìn)氣口的殼體中；和(b)在進(jìn)氣口中放置過(guò)濾器，該過(guò)濾器具有密封殼體的密封構(gòu)件。該被定位的過(guò)濾器包括配置為拒水的、與可滲透載體介質(zhì)層相結(jié)合的深度負(fù)載介質(zhì)層。該結(jié)合沒(méi)有任何薄膜層，并且為具有至少M(fèi)ERV 16級(jí)的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)， 其具有孔大小分布，以使得大于50%的孔隙的直徑為5到8微米、大于20%的孔隙的直徑為8到11微米，和大于15%的孔隙的直徑小于6微米。在本發(fā)明的再一個(gè)方面中，一種裝置包括具有將無(wú)線電通訊電子器件封閉于其中的殼體的冷卻單元。該殼體具有接收來(lái)自外界環(huán)境空氣的進(jìn)氣口、以及布置為過(guò)濾通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣的過(guò)濾元件。該過(guò)濾元件被配置為防止空氣中夾帶的灰塵和濕氣進(jìn)入以防止無(wú)線電通訊電子器件污染的纖維交纏物。該過(guò)濾元件包括過(guò)濾介質(zhì)、和圍繞過(guò)濾介質(zhì)周邊延伸的由聚合材料模制的邊界框架。該邊界框架同樣整體地在過(guò)濾元件和冷卻單元之間提供密封。在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，一種過(guò)濾器被配置為在其中封閉無(wú)線電通訊電子器件的無(wú)線電通訊殼體中使用，其中殼體暴露在外界環(huán)境中。過(guò)濾器包括大體矩形框架、適于在框架和殼體之間提供密封的密封件、以及在框架內(nèi)并橫過(guò)框架延伸以提供褶狀過(guò)濾器的褶狀過(guò)濾介質(zhì)。該褶狀過(guò)濾介質(zhì)包括選定的深度負(fù)載過(guò)濾介質(zhì)，其具有適于過(guò)濾可能在外界環(huán)境出現(xiàn)的空氣中的灰塵和霧的足以保護(hù)無(wú)線電通訊電子器件不被霧和灰塵侵害的至少
一個(gè)層。當(dāng)以下的詳細(xì)說(shuō)明結(jié)合附圖理解時(shí)，本發(fā)明的其他方面、目的和優(yōu)點(diǎn)將從以下的詳細(xì)說(shuō)明中變得更加明顯。


結(jié)合并形成本發(fā)明的一部分的示出本發(fā)明的多個(gè)方面的附圖與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)濾元件的透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用剛性金屬或預(yù)成型框架的圖1的過(guò)濾元件的橫截面圖；圖2A為根據(jù)類(lèi)似于圖2的另一實(shí)施例的過(guò)濾元件的橫截面圖，但其中過(guò)濾元件包括沿上游側(cè)共同成褶(co-pleated)以附加提供表面過(guò)濾預(yù)過(guò)濾器的附加的紗布材料 (scrim material)或金屬或塑料網(wǎng)；圖2B為根據(jù)類(lèi)似于圖2的另一實(shí)施例的過(guò)濾元件的橫截面，但其中過(guò)濾元件包括在上游側(cè)跨過(guò)褶頂(Pleat tip)粘結(jié)以附加提供表面過(guò)濾預(yù)過(guò)濾器的附加的扁平紗布材料或者金屬或塑料網(wǎng)；圖3是結(jié)合包括不同類(lèi)型的殼體(包括豎立的獨(dú)立的封閉件和安裝在塔上的箱柜)的本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線電通訊基站的示意圖，其中每一個(gè)殼體結(jié)合根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)濾元件；圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)合過(guò)濾元件的風(fēng)冷箱柜的示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶有氨基甲酸乙酯框架和密封件的過(guò)濾元件的剖視圖；圖6是圖IA的過(guò)濾元件框架/密封件中使用的加強(qiáng)環(huán)一部分的透視圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)濾元件框架/密封件的模具的一部分的剖視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)濾元件框架/密封件的模具的另一個(gè)部分的剖視圖；圖9是圖ID的模具和過(guò)濾元件框架/密封件的剖視圖；圖10是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)的示意性剖視圖；圖IOA是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)的橫截面的示意圖；圖11是顯示用于實(shí)例2的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)的橫截面的放大85倍的照片，復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的深度負(fù)載介質(zhì)和基底或載體介質(zhì)；圖12是顯示也用于實(shí)例2的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的深度負(fù)載過(guò)濾介質(zhì)的橫截面的放大800倍的照片；圖13是顯示了用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)的多種級(jí)別的灰塵負(fù)載的顆粒尺寸相對(duì)于去除效率的圖表說(shuō)明；圖14是顯示了基于圖13圖表中示出的多條曲線的合成的最小效率曲線的圖表說(shuō)明；圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)的孔隙大小分布的圖表說(shuō)明；
圖16是用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)的平均孔徑相對(duì)于累積的過(guò)濾流量百分比的圖解說(shuō)明；以及雖然本發(fā)明將關(guān)于特定實(shí)施例進(jìn)行描述，但不意味著本發(fā)明局限于那些實(shí)施例。 相反，本發(fā)明意圖覆蓋被看作如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同替換。
具體實(shí)施例方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)濾元件100。過(guò)濾元件100包括附著于顯示為大致矩形的框架104的結(jié)構(gòu)支撐件上以提供面板過(guò)濾器的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)102。例如框架104 形式的結(jié)構(gòu)支撐件可以由鋁、不銹鋼、發(fā)泡氨基甲酸乙酯、塑料、或一些其它適合的材料，所述材料抵抗過(guò)濾元件可能遭受的包括可能發(fā)生在接近海洋的沿海地區(qū)的鹽的銹蝕、水漬、 熱收縮和膨脹以及其它環(huán)境影響。雖然，對(duì)于無(wú)線電通訊過(guò)濾應(yīng)用而言面板過(guò)濾器被說(shuō)明并且是優(yōu)選的形式，但是結(jié)構(gòu)支撐件可以是其它的形式，例如可支撐圓柱形或橢圓形過(guò)濾介質(zhì)布置的環(huán)形結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件，環(huán)形結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件例如可以提供徑向向內(nèi)或徑向向外的流動(dòng)，而不是像面板過(guò)濾器那樣軸向呈直線的流動(dòng)。過(guò)濾元件100還包括大體矩形的密封件106，該密封件106密封地與框架104接合并且優(yōu)選地被安裝并從而被承載以用于接合并密封殼體。密封件106典型的為彈性體的密封材料，例如氨基甲酸乙酯或可以由適于在框架104和其中安裝有過(guò)濾元件100的殼體之間形成空氣密封的一些其它橡膠狀的或彈性體密封材料制成的材料。當(dāng)墊片材料32安裝到殼體302(在圖3中)時(shí)，墊片材料將軸向壓縮(例如，垂直于面板過(guò)濾器的平面)以提供軸向壓縮密封。其它密封也同樣試圖包括徑向密封、壓力密封和偏移密封和擠壓墊圈 (pinch gasket)0對(duì)于過(guò)濾器的密封同樣可通過(guò)殼體或與密封支撐件的表面接合的單獨(dú)的密封構(gòu)件提供，然而在這種情況下，密封構(gòu)件可以在過(guò)濾器改變間隔處不改變，由于最終的密封疲勞或其它涉及密封完整性和可靠性的問(wèn)題所以是不期望的。在上述討論到的所有這樣的情況中(包括分別形成的但永久附著的墊圈、整體和單一形成的墊圈、以及與框架分離并且可被安裝在殼體上的單獨(dú)的墊圈)，墊圈密封地與框架接合以在他們之間提供密封并防止殼體302和密封件之間的滲漏。雖然，在一些實(shí)施方式中，復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)102可以是平板，在所顯示的實(shí)施例中， 復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)102最優(yōu)選是褶狀的，從而對(duì)于給定的體積或分配空間來(lái)說(shuō)增加了框架104 內(nèi)的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)102的表面面積。復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)102的周邊一般使用膠粘劑被密封地附著到框架104的內(nèi)表面，其在過(guò)濾介質(zhì)102和框架104之間提供內(nèi)部周邊密封；這防止了框架104和過(guò)濾介質(zhì)102之間的未過(guò)濾空氣的短路。對(duì)于配置為在高流速環(huán)境中操作的過(guò)濾元件而言，間隔物，例如塑料指狀間隔物或以規(guī)則間隔隔開(kāi)的熱熔性膠粘劑，可以以規(guī)定的間隔沿著褶狀的過(guò)濾介質(zhì)設(shè)置以增加結(jié)構(gòu)剛度并防止介質(zhì)的變形。除了呈褶狀以夕卜，復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)102還可以通過(guò)浮雕來(lái)增加結(jié)構(gòu)剛度，進(jìn)一步增加表面積，以及增加可以在平板過(guò)濾器容積內(nèi)操作的介質(zhì)的數(shù)量。使過(guò)濾介質(zhì)浮雕的方法在美國(guó)專(zhuān)利6，685，833、 5，290, 447,5, 804, 014中描述，并且DE 19755466A1還描述了在一些實(shí)施例中可以應(yīng)用到本發(fā)明的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)的浮雕的方法。這些專(zhuān)利中的每一個(gè)的全部?jī)?nèi)容以參考的方式被結(jié)合，可以使用這些或其它打褶和浮雕的技術(shù)。在用于無(wú)線電通訊冷卻過(guò)濾應(yīng)用的本發(fā)明的各實(shí)施例中，褶的深度一般至少大約 0.5英寸，并可以是2英寸、4英寸、6英寸、或12英寸(使用"大約"是考慮到該深度經(jīng)常通過(guò)框架的可用深度來(lái)測(cè)量，并且通常提供一些通常稍小于可用深度的差異)。如圖2中所示，過(guò)濾介質(zhì)202被打褶以包括多個(gè)具有褶頂206的褶204，褶頂206大體垂直并大體水平地隔開(kāi)關(guān)系延伸，以便在褶204之間通過(guò)重力排濕。同樣，如圖3中所示，位于殼體302(通常為盒狀箱柜)上的過(guò)濾器優(yōu)選不形成在頂板或底板中，而是在頂部和底部之間延伸的四個(gè)側(cè)板的一個(gè)中，以促進(jìn)在面板過(guò)濾器中的情況下的過(guò)濾器200的垂直定向(例如，其中面板過(guò)濾器的平面是大體垂直的，其如圖所示垂直或包括即使是在對(duì)角線也具有足夠的垂直分量來(lái)促進(jìn)重力排水)。優(yōu)選，當(dāng)安裝時(shí)，褶204大體垂直設(shè)置以便在褶頂206之間形成垂直排水通道，但值得注意的是，在一些結(jié)構(gòu)中，過(guò)濾元件被安裝為褶水平布置。在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，為確保預(yù)定的安裝方向，在殼體302和過(guò)濾器200之間的非正方形結(jié)構(gòu)和/ 或特殊的安裝界面定向特征(也可以使用正方形結(jié)構(gòu))，以確保褶204以大體垂直的方式上下延伸以更好的促進(jìn)排水。過(guò)濾介質(zhì)202用膠粘劑211附著在框架208上。該框架可以由例如鋁的不銹金屬或塑料制造。在本發(fā)明的實(shí)施例中，框架208具有第一 C形通道213，該通道具有三個(gè)側(cè)面，其尺寸被設(shè)計(jì)為接納褶狀過(guò)濾介質(zhì)202。膠粘劑210可以設(shè)置在第一 C 形通道213的三個(gè)側(cè)面的至少兩個(gè)側(cè)面上，其中過(guò)濾介質(zhì)202被安置以牢固地將過(guò)濾介質(zhì) 202保持在框架208中?？蚣?08具有構(gòu)造為保持墊片密封件216的第二 C形通道214。同樣，對(duì)于用于無(wú)線電通訊冷卻過(guò)濾器應(yīng)用的本發(fā)明的各實(shí)施例來(lái)說(shuō)，在一些實(shí)施例中，面板過(guò)濾器具有至少大約6英寸的寬度和至少大約6英寸的長(zhǎng)度(寬和長(zhǎng)可以相等以形成正方形結(jié)構(gòu))；但將典型地具有2到6英尺之間的寬度和2到6英尺之間的長(zhǎng)度。參考圖3，具有復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)303的過(guò)濾元件301被配置為從空氣中去除可能對(duì)電子設(shè)備320的操作造成不利影響的顆粒和濕氣。過(guò)濾元件301的上游側(cè)的箭頭310顯示了通過(guò)包括過(guò)濾元件301的進(jìn)氣口 306進(jìn)入殼體302的含顆粒的空氣。第二箭頭312顯示了沒(méi)有顆粒的空氣從過(guò)濾元件301的下游排出。包括效率、滲透率、孔隙大小分布、基本重量、 厚度等的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)303的物理性能將在下面論述。圖3示出結(jié)合本發(fā)明任意實(shí)施例的過(guò)濾元件被典型地使用的環(huán)境。該過(guò)濾元件 301被配置為安裝在戶(hù)外殼體302中，例如可用在無(wú)線電通訊基站300中的那些，例如在無(wú)線電塔304的基座的殼體。包括進(jìn)氣口 306和出氣口 308的戶(hù)外殼體302被典型地配置為容納貴重和環(huán)境敏感的電子無(wú)線電通訊設(shè)備320，其被示意地顯示為在進(jìn)氣口 306和出氣口 308之間沿著空氣流布置。在這些殼體302中使用的用于調(diào)節(jié)其中溫度的冷卻系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇314，其把冷空氣從環(huán)境中吸入殼體302中以冷卻設(shè)備320。“風(fēng)扇" 的意思是包括任何離心輪、鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、葉片、或其它將空氣沿著并通過(guò)過(guò)濾器輸送的空氣輸送裝置。同時(shí)冷空氣進(jìn)入進(jìn)氣口 306，殼體302內(nèi)部的熱空氣通過(guò)出氣口 308被排到外界環(huán)境中。出氣口 308還可以包括與過(guò)濾元件301類(lèi)似的過(guò)濾器(雖然小得多)或防止在空閑期間或由于壓差原因?qū)е碌奈催^(guò)濾的空氣的回流的止回閥。然而，值得注意的是，一些能利用本發(fā)明實(shí)施例的殼體可以具有不使用風(fēng)扇來(lái)通過(guò)殼體從外界引入冷空氣的冷卻系統(tǒng)。例如，一些殼體可以簡(jiǎn)單地通過(guò)例如被描繪的進(jìn)氣口 306的開(kāi)口被通風(fēng)。
在本發(fā)明的可替換實(shí)施例中，殼體322 (用虛線表示)容納安裝在無(wú)線電塔304上的電子設(shè)備324，并且其可以連接到在無(wú)線電塔304的頂部的發(fā)送器325。被固定到無(wú)線電塔304的結(jié)構(gòu)構(gòu)件327的該殼體322明顯小于遮蔽型殼體302，這樣電子設(shè)備3M適于從殼體322的外部使用。殼體具有進(jìn)口幻6和出口 328。進(jìn)口幻6和出口 3 可以具有配置為阻擋空氣流進(jìn)入入口并且當(dāng)百葉窗關(guān)閉時(shí)空氣流被阻擋從出口排出的百葉窗開(kāi)口。百葉窗可以使水和灰塵不到達(dá)過(guò)濾元件330的過(guò)濾介質(zhì)。在本發(fā)明的可替換實(shí)施例中，出口 328 也可以具有過(guò)濾元件(未示出)。風(fēng)扇330被配置為穿過(guò)殼體322從進(jìn)口 3 吸入冷空氣并且通過(guò)出口 3 排出。無(wú)論在遮蔽型殼體302或塔上安裝的殼體322，過(guò)濾元件301、330的過(guò)濾介質(zhì)中的褶將典型地被垂直地安裝，這樣褶深處捕獲的水從過(guò)濾元件框架的底部排出。然而，過(guò)濾元件301、330可以被安裝為使褶水平延伸。圖4示出了結(jié)合根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)濾元件401的風(fēng)扇冷卻單元400。風(fēng)扇冷卻單元400被配置為容納對(duì)溫度、濕氣、灰塵、鹽等敏感的電子器件403。在一個(gè)實(shí)施例中， 風(fēng)扇冷卻單元400包括具有形成在其中的進(jìn)氣口 404和出氣口 406防水柜402。箱柜402 優(yōu)選是能夠通過(guò)多種被提及的試驗(yàn)以防止水的侵入并且連同過(guò)濾元件100形成防水封閉件的箱柜。風(fēng)扇408通過(guò)進(jìn)氣口 404吸入空氣以冷卻電子器件403 (示意性表示)，并且通過(guò)出氣口 406排出熱空氣。在本發(fā)明可替換的實(shí)施例中，風(fēng)扇冷卻單元400包括多個(gè)風(fēng)扇。 過(guò)濾元件401設(shè)置在進(jìn)氣口 404中以從進(jìn)入的空氣中去除濕氣和顆粒。第二過(guò)濾元件(未示出)也可以設(shè)置在出氣口 406以確保濕氣和顆粒不通過(guò)出氣口 406進(jìn)入風(fēng)扇冷卻單元 400。風(fēng)扇冷卻單元400可以包括一些類(lèi)型的用于過(guò)濾元件401的保護(hù)罩，例如百葉窗面板 409，以增加其使用壽命。百葉窗面板409還偏移并且從過(guò)濾元件401排水并且沿著殼體 402的外部以試圖限制濕氣與過(guò)濾元件401接觸。正如下面將被更全面解釋的，根據(jù)本發(fā)明，用于風(fēng)扇冷卻單元400和無(wú)線電通訊基站300的殼體302的過(guò)濾元件100的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)102是沒(méi)有薄膜材料的。本發(fā)明實(shí)施例替代使用纖維交纏物，該介質(zhì)包括高效熔噴介質(zhì)和/或在此描述的其他這種纖維交纏物。此處描述的介質(zhì)還可以提供包括低限制和/或大灰塵容納量的眾多的好處。為使該纖維交纏物工作，其經(jīng)常具有在整個(gè)深度上更隨機(jī)和更開(kāi)放的結(jié)構(gòu)，毛細(xì)管作用和/或水表面張力被實(shí)現(xiàn)作為重要的特征以防止?jié)駳饬鬟^(guò)這樣的纖維交纏物。毛細(xì)管作用為液體在小直徑管中上升或被吸入那些可能通過(guò)纖維介質(zhì)的纖維結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的小孔中的趨勢(shì)。例如，海綿或紙巾通過(guò)毛細(xì)管作用工作。存在于類(lèi)似水分子之間的相互吸引力被稱(chēng)為凝聚并使得水滴聚在一起。凝聚是與"表面張力"密切相關(guān)并且產(chǎn)生"表面張力"， 其可以允許比水密度更高的物質(zhì)被支撐在水表面上而不沉下去。當(dāng)水的吸引力與不同材料一起存在時(shí)被通常稱(chēng)為粘著。因此在所選的纖維類(lèi)型以及介質(zhì)中的孔隙大小之間也存在相互影響。由于毛細(xì)管作用足夠小的孔防止了水的進(jìn)入(例如足夠小的管將把水捕捉和/或吸入到管中并克服水的重力作用)。熔噴介質(zhì)例如具有相當(dāng)大的深度例如具有遍及深度發(fā)展的變化的孔隙結(jié)構(gòu)。此夕卜，為促進(jìn)合理的空氣流動(dòng)，介質(zhì)應(yīng)被充分打開(kāi)以促進(jìn)充分冷卻。然而，另外包括例如多個(gè)不同實(shí)際無(wú)限長(zhǎng)度纖維的纖維交纏物易受到可以改變孔徑大小和/或過(guò)濾性能的變形、拉伸等的影響。
為避免薄膜材料的使用，各種滲透性能被注意以恰當(dāng)?shù)胤乐節(jié)駳獾倪M(jìn)入并滿(mǎn)足無(wú)線電通訊行業(yè)中通常所需的嚴(yán)格的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，特別是鹽霧試驗(yàn)，而同時(shí)促進(jìn)空氣流動(dòng)使得不被過(guò)度限制，并且同時(shí)提供充足的灰塵裝載容量，并且實(shí)際上，與表現(xiàn)為表面負(fù)載介質(zhì)并因此可能趨向于很快在介質(zhì)的表面上堵塞的薄膜材料的過(guò)濾介質(zhì)相比，其被認(rèn)為具有遍及介質(zhì)深度的大很多的容量。就發(fā)泡氨基甲酸乙酯矩形框架(或也許是具有提供密封的塑料薄片條的塑料框架)而言，密封件可以與作為用來(lái)模制框架和密封件的氨基甲酸乙酯的同一池的一部分整體形成為單一的構(gòu)件。值得期待的是，本發(fā)明的實(shí)施例包括具有由雙硬度聚氨酯泡沫材料制成的整體框架/密封構(gòu)件的過(guò)濾元件，其中相對(duì)軟的聚氨酯泡沫與相對(duì)硬的聚氨酯泡沫結(jié)合在一起模制。圖5示出了這種過(guò)濾元件110?？蚣?12具有相對(duì)硬的與軟氨基甲酸乙酯部分116結(jié)合模制的內(nèi)氨基甲酸乙酯部分114，其被配置為形成用于殼體302的密封件 (如圖3所示)。聚氨酯泡沫繞復(fù)合介質(zhì)118的端部模制，因此在復(fù)合介質(zhì)118和框架112 之間形成強(qiáng)粘結(jié)。在可替換的實(shí)施例中，過(guò)濾元件110包括整體的、單硬度聚氨酯泡沫框架 /密封件。在另一個(gè)實(shí)施例中，過(guò)濾元件110包括在金屬或塑料的可選矩形加強(qiáng)環(huán)119(用虛線表示)上模制的整體的、單硬度聚氨酯泡沫框架/密封件以提供一些附加的剛性，如果必須的話。典型地，加強(qiáng)環(huán)119將被穿孔這樣當(dāng)聚氨酯泡沫被注入模具時(shí)，氨基甲酸乙酯將流過(guò)穿孔，從而將加強(qiáng)環(huán)119粘結(jié)到框架上。氨基甲酸乙酯材料可允許圍繞并通過(guò)框架流動(dòng)以將它嵌入其上。圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的加強(qiáng)環(huán)119的圖解說(shuō)明。該矩形加強(qiáng)環(huán)119 包括穿孔121和支架123。加強(qiáng)環(huán)119底側(cè)的支架123使加強(qiáng)環(huán)119的本體不依靠在模腔的底表面上，因此允許聚氨酯泡沫體完全圍繞加強(qiáng)環(huán)119。圖7中示出的本發(fā)明的實(shí)施例顯示了具有密封件的模制的氨基甲酸乙酯框架是怎樣在兩個(gè)灌注工藝中形成的。過(guò)濾元件120包括帶有發(fā)泡或升起小于可以發(fā)泡和膨脹的相對(duì)軟的氨基甲酸乙酯部分126的相對(duì)硬的氨基甲酸乙酯部分IM的整體聚氨酯泡沫體框架/密封件122，并且整體聚氨酯泡沫體框架/密封件122包括作為圍繞復(fù)合介質(zhì)128的端部的殼體302的密封件(未示出)的墊圈。圖6顯示了框架/密封件的截面圖和其如何在模具130中成型。模具130為自由上升模制，也就是說(shuō)是敞開(kāi)的端部，但值得期待的是， 封閉式模具也可以用于形成框架/密封件。相對(duì)軟的氨基甲酸乙酯材料126被注入到模具 130的底部，模具130具有圓墊圈。復(fù)合介質(zhì)128的端部設(shè)置在模具130的內(nèi)部，并且軟的氨基甲酸乙酯材料1 可以允許起泡沫進(jìn)入與過(guò)濾介質(zhì)的末端的密封嚙合以提供與之的周邊密封。隨后相對(duì)硬的氨基甲酸乙酯材料1 被注入到相對(duì)軟的氨基甲酸乙酯材料126 的頂部，優(yōu)選在軟的氨基甲酸乙酯材料126完全硫化以前，并且圍繞上述復(fù)合介質(zhì)1 的端部以形成框架的在周邊過(guò)濾介質(zhì)和整體的氨基甲酸乙酯框架/密封件122之間確保密封的剩余部分。硬的氨基甲酸乙酯材料1 可以在軟的氨基甲酸乙酯材料126完全設(shè)置之前注入，這樣兩整體彼此粘結(jié)。同樣的氨基甲酸乙酯還可以用于兩種澆注，這樣不規(guī)定一個(gè)比另一個(gè)更硬或更軟。也可以使用塑溶膠或其它這樣的聚合材料。圖8示出了包括復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)142和配置為模制鄰近于圖6中的模制的側(cè)面的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)142的側(cè)面146的模具部分144的過(guò)濾元件140。復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)142的側(cè)面146 不向下滴入如圖6所示的自由升高的模具144中，但依靠在模具突出部分的頂部。模具144中框架/密封件的形成為兩個(gè)步驟的工序。相對(duì)軟的聚氨酯泡沫體被注入到模具144中并且與依靠在模具144上的褶的頂部粘結(jié)。在氨基甲酸乙酯設(shè)置以后，第二相對(duì)硬的聚氨酯泡沫被注入到模具144的壁中和復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)142的端部146之間的空間148中。在兩工藝步驟中，軟和硬的氨基甲酸乙酯材料流入相鄰褶之間的縫隙以提供沿著相對(duì)的側(cè)的周邊密封。圖9顯示了模具144和具有聚合物框架/密封件145和過(guò)濾介質(zhì)142的過(guò)濾元件 140的剖視圖。在實(shí)施例中，可以是聚氨酯泡沫、塑溶膠或類(lèi)似材料的整體形成的框架/密封件145為具有相對(duì)軟的部分1 和相對(duì)硬的部分124的雙硬度材料。具有密封墊片147 的軟的部分126被首先注入模具144中。如果被模制的材料為聚氨酯泡沫，由于其在模具中升起，則聚氨酯泡沫趨于被過(guò)濾介質(zhì)142吸收。當(dāng)聚氨酯泡沫下沉?xí)r，在過(guò)濾介質(zhì)142和框架/密封件145之間形成粘結(jié)。聚氨酯泡沫的硬的部分IM被注入到模具144和過(guò)濾介質(zhì)142的端部146之間的空間148中。這樣，硬的部分1 與更早注入的軟的部分1 粘結(jié)并且包圍過(guò)濾介質(zhì)142的一部分，因此進(jìn)一步將過(guò)濾介質(zhì)142粘結(jié)到整體形成的氨基甲酸乙酯框架/密封件145。預(yù)期的過(guò)濾介質(zhì)的實(shí)施例的其它期望或優(yōu)選的特征、能力和特點(diǎn)因此，各種指標(biāo)和參數(shù)已經(jīng)被預(yù)期用于合適的介質(zhì)，不是所有的指標(biāo)和參數(shù)都是必需的，但注意并預(yù)期為對(duì)介質(zhì)的發(fā)展是有用的，該介質(zhì)可以使用表面張力和毛細(xì)管效應(yīng)來(lái)抵抗連續(xù)的鹽霧噴霧暴露的影響，同時(shí)風(fēng)扇與殼體操作通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)吸入空氣，并從而防止?jié)駳獯┩高^(guò)濾器并進(jìn)入殼體。因而，本發(fā)明的實(shí)施例可以包括下面描述的一個(gè)或多個(gè)特點(diǎn)、參數(shù)，優(yōu)選越多越好。特定實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選的結(jié)構(gòu)特征為預(yù)備分離的載體或基底層以提供成褶性和支撐強(qiáng)度函數(shù)(和如果沿著上游側(cè)設(shè)置的可選附加灰塵深度負(fù)載函數(shù))；結(jié)合非常高效的深度負(fù)載介質(zhì)層，該深度負(fù)載介質(zhì)層為由于毛細(xì)管作用導(dǎo)致的防止水分滲入和通過(guò)深度負(fù)載收集小的灰塵顆粒。載體基底層可以位于高效深度負(fù)載介質(zhì)層的上游側(cè)或下游側(cè)。例如， 如圖10所示，可適用并可以用于在此處討論的任何實(shí)施例中的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)102可以包括支撐載體基底支撐層502和一個(gè)或多個(gè)細(xì)纖維交纏物的沉積效率層，該纖維交纏物包括層壓到載體基底支撐層502的表面的熔噴纖維。圖IOA的實(shí)施方式顯示了一個(gè)沉積在另一個(gè)頂部的兩個(gè)熔噴沉積效率層506、508，底層層壓到基底層502。兩效率層506、508要么具有同樣或類(lèi)似的熔噴纖維成分和特性，要么具有可替換的不同的纖維成分和特性，以為梯度深度負(fù)載或其他的過(guò)濾特征作準(zhǔn)備。從圖11所示的示例性過(guò)濾介質(zhì)的SEM圖像看來(lái)，一對(duì)觀察值可以被形成大約用于各種實(shí)施例的介質(zhì)的選擇。第一，單根纖維的平均纖維粗度在載體基底支撐層中比在一個(gè)或多個(gè)沉積層中大得多。例如，基底層中的單根纖維的平均厚度可以在5微米和50微米之間，并更優(yōu)選在10和35微米之間。同時(shí)可以看到纖維粗度的小的可變性可以被提供在基底支撐層中(小于2. 5倍變化并典型的小于最大和最小纖維之間纖維粗度變化差的一倍(除了外部的由纖維的97. 5%測(cè)量的統(tǒng)計(jì)偏差以外))。帶有大體較粗纖維的基底或載體支撐層因而可以提供結(jié)構(gòu)支撐，以經(jīng)受氣流的力并支撐效率層的細(xì)纖維抵抗同樣的效果，例如當(dāng)在鹽霧狀況下無(wú)線電通訊應(yīng)用中受到空氣流動(dòng)條件的影響。這可能是由載體支撐層的纖維的粗為效率層的4到20倍的部分事實(shí)造成的。
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相反，如圖12所示，效率層可以包括介于0. 5微米(500納米)和5微米之間的小的平均直徑，以及例如一些纖維接近大約5微米而一些接近大約1微米并且甚至具有以納米測(cè)量厚度的亞微米纖維的纖維尺寸中的大變化范圍。因此，纖維粗度的可變性可為至少 300%，大于500%，并且也許直到1000% (除例如由纖維的97. 5%測(cè)量的統(tǒng)計(jì)偏差以外)。 纖維變化被認(rèn)為具有優(yōu)點(diǎn)，在于細(xì)纖維或脆型材料纖維可能更易受到可能隨著時(shí)間的推移改變孔的大小的變形、破壞等影響。通過(guò)選擇效率層內(nèi)部的帶有混合不同尺寸的纖維的介質(zhì)，可以推理細(xì)纖維可以提供減小的孔尺寸并形成毛細(xì)管作用而在介質(zhì)的深度內(nèi)部不過(guò)度地形成限制的優(yōu)點(diǎn)；并且粗纖維可以提供內(nèi)部支撐。為了維持纖維強(qiáng)度并防止纖維交纏物內(nèi)部纖維的變形或移動(dòng)，可期望的是通過(guò)熱定形、熱粘結(jié)、溶劑粘結(jié)和/或黏附將單根纖維在纖維間的接觸點(diǎn)粘結(jié)在一起，并因此如實(shí)施例預(yù)期那樣。包括在熔噴或纖維交纏物布置工藝中的附加的工藝或步驟因此是期望的。就纖維材料而言，各種聚合材料可以被選擇并且優(yōu)選提供具有靜電電荷以提高捕獲效率的這樣的纖維是期望的。典型地不吸收性的纖維將是期望的以避免纖維的變形。預(yù)期的是包括但不限于聚丙烯、聚酯、尼龍、聚乙烯、雙成分纖維等等的合成纖維，以及可能用于載體基底層和/或效率層的玻璃纖維或者其他的合成纖維。用于載體基底層的材料優(yōu)選可以被熱定型或另外浮雕以為形成褶的功能性做準(zhǔn)備。例如，美國(guó)專(zhuān)利6，885833,5, 290，447和5，804，014，以及德國(guó)專(zhuān)利DE 19755466A1，顯示合適的載體基底層和壓花和成褶技術(shù)，其中公開(kāi)的全部?jī)?nèi)容在此并入作為參考。當(dāng)結(jié)合效率層并選擇可以在成褶之后維持性能的效率層時(shí)是優(yōu)選的，這樣效率層可以首先被沉積并且層壓到載體層，并隨后可采用后續(xù)的成褶操作。值得注意的是，例如在褶頂點(diǎn)的一些拉伸或壓縮可以在效率層中的成褶期間發(fā)生。正如還可以在圖11的SEM圖像中觀察的那樣，基底支撐層具有相當(dāng)開(kāi)孔結(jié)構(gòu)以通過(guò)自身形成相當(dāng)?shù)耐笟庑?。例如，由其自身形成的基底支撐層?nèi)部的透氣性一般大于 318cfm/平方英尺，并優(yōu)選大于300cfm/平方英尺，在0. 5 ‘‘水標(biāo)處通過(guò)Frazier空氣滲透性試驗(yàn)測(cè)量?；捉橘|(zhì)試驗(yàn)樣本是一平方米。氣流上的限制或約束因素是深度負(fù)載效率層， 這樣通過(guò)在0.5"水標(biāo)處的Frazier空氣滲透試驗(yàn)測(cè)量，復(fù)合物具有至少I(mǎi)Ocfm每平方英尺的綜合的透氣性，并優(yōu)選在15到40cfm每平方英尺。該效率層試驗(yàn)樣本為100平方厘米。正如通過(guò)以下實(shí)例示出的，大程度的顆粒捕獲率對(duì)于小顆粒來(lái)說(shuō)是期望的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有大于MERV 14級(jí)的過(guò)濾介質(zhì)是期望的。優(yōu)選，至少M(fèi)ERV 16級(jí)并甚至更好是期望的。這樣，效率層相當(dāng)緊以至于通過(guò)遍及效率層深度的毛細(xì)管作用和表面張力效應(yīng)對(duì)濕氣過(guò)濾做準(zhǔn)備。就與壓力特性有關(guān)的孔而言，一些期望的特性已經(jīng)被預(yù)期。優(yōu)選，介質(zhì)具有大于 0. 6psi的平均流動(dòng)孔隙壓力以及小于10微米的平均流動(dòng)孔隙直徑。并且甚至更優(yōu)選，大于 0. Spsi的平均流動(dòng)孔隙壓力和小于8微米的平均流動(dòng)孔隙直徑。大于0. 3psi的泡點(diǎn)壓力 (bubble point pressure)是同樣期望的。如圖8和9中一些數(shù)據(jù)和下面討論的實(shí)例顯示的那樣，一些期望的效率和孔隙大小特性是被仔細(xì)考慮的。例如，復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)的效率對(duì)直徑從0. 3和0. 4微米的顆粒來(lái)說(shuō)大于大約90%。此外，為氣流提供非常緊的孔隙大小分布。例如，復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)的孔隙大小分布(其由效率層控制)為優(yōu)選大于50%的孔隙的直徑為從4到8微米；優(yōu)選孔隙大小的平均直徑在5微米到7微米之間；并且優(yōu)選小于20%的孔隙的直徑大于10. 5微米。然而根據(jù)另外的測(cè)量，通過(guò)復(fù)合過(guò)濾器的90%的累積過(guò)濾流量可以以4和6微米之間的平均孔徑獲得以提供充足的氣流，然而小于20%的累積過(guò)濾流量通過(guò)具有直徑大于20微米的孔。 此外，優(yōu)選地，復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)中最小的孔徑為直徑小于4微米，大于5%的孔隙尺寸小于5微米。熔噴聚合纖維交纏物(例如兩個(gè)結(jié)合在一起的效率層506、508)優(yōu)選具有至少大約0. 25毫米并且一般小于1毫米的厚度并且優(yōu)選介于0. 3毫米和0. 5毫米之間；并且復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)(結(jié)合在一起的基底和效率層)包括至少大約1毫米的厚度，并且優(yōu)選介于1 到3毫米之間的厚度。該介質(zhì)可以具有介于15和40之間的透氣性(Cfm@0. 5" H2O)；介于 100到200克/平方米之間的基本重量。當(dāng)效率層為上游時(shí)，存在可特別用于小顆粒的至少 0. 25毫米的過(guò)濾深度，如圖13效率圖表所暗示(暗示也許小于1微米的小灰塵趨向于深度負(fù)載，盡管碎片或大顆?？梢在呄蛴谠诮橘|(zhì)的表面上或表面內(nèi))。該深度還可以參考圖11 來(lái)了解，圖11為穿過(guò)復(fù)合介質(zhì)的橫截面以顯示多層。這提供了具有大于96%的平均合成灰塵重量計(jì)重效率的基本上的灰塵容量，并且其中復(fù)合過(guò)濾器的ASHRAE灰塵容量大于0. 75克每平方英尺。進(jìn)一步增加和呈斜率變化的深度過(guò)濾可以通過(guò)使介質(zhì)換向完成，其中較大的灰塵顆粒將適于載入基底負(fù)載層(其為上游)并且實(shí)例實(shí)例1MERV 14級(jí)過(guò)濾器被鹽霧試驗(yàn)。由Kimberly-Clark制造的過(guò)濾介質(zhì)具有以下特征KC984L為梯度密度、雙成分、由聚丙烯制成的三層介質(zhì)。KC984L的基本重量為從3. 25 到3. 4盎司每平方碼。透氣性為59到87cfm每平方英尺。目標(biāo)效率是80 %，而利用TSI 型8130自動(dòng)過(guò)濾試驗(yàn)機(jī)以85升每分鐘用0. 3微米的鹽粒所確定的最小的滾動(dòng)平均效率是 69%。目標(biāo)MDGurley剛性是340毫克，而最小滾動(dòng)平均剛度是280毫克。在MERV 14介質(zhì)經(jīng)歷了兩天的強(qiáng)化鹽霧試驗(yàn)(縮減的5天試驗(yàn))之后，濕氣穿透過(guò)濾介質(zhì)，并因此沒(méi)有通過(guò)鹽霧試驗(yàn)。SEM圖像建議過(guò)濾介質(zhì)的纖維已經(jīng)在某些方面被拉伸和/或變形或斷裂。纖維之間的間隔看起來(lái)已經(jīng)特別在介質(zhì)中心的位置被加寬。作為失敗的結(jié)果，可以推理出更密集、更致密的纖維交纏物介質(zhì)將具有更好的通過(guò)強(qiáng)化鹽霧試驗(yàn)的機(jī)會(huì)。因而，做出進(jìn)一步的調(diào)查和改進(jìn)。實(shí)例2更致密的效率層隨后被探尋并選擇以被層壓到所選擇的基底的上游表面上。所選擇的基底由Kimberly-Clark制造，行業(yè)名稱(chēng)為htr印id 684LHVAC過(guò)濾介質(zhì)，具有以下報(bào)告的性質(zhì)和特征聚丙烯/聚乙烯基本重量3.10-3. 40盎司/平方碼。Frazier 透氣性3l8cfm/ft·2 (最小 303cfm/ft.2 滾動(dòng)平均值)目標(biāo)效率48% (最小42%滾動(dòng)平均值·)-由使用TSI型8130在851pm條件下使用0. 1微米計(jì)算介質(zhì)直徑的NaCl顆粒確定MD Gurley剛性325毫克(最小265毫克滾動(dòng)平均值)
具有兩層的致密的熔噴聚丙烯材料被制造并層壓到由位于新澤西州的Vineland 的Transweb、LLC制造的將變成上游表面基底的物質(zhì)上。介質(zhì)的SEM圖像如圖6、7中所示。復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)由！"ransweb、LLC制造，其由Transweb LLC命名為行業(yè)標(biāo)識(shí)T-Lam級(jí) AIRG-002(層壓到高層基底上層的熔噴聚丙烯)其物理和過(guò)濾描述在下面的表中記錄。表1 :T_LAM AIRG 002物理和過(guò)濾描述
權(quán)利要求
1.一種用于封閉件的冷卻單元的過(guò)濾器，冷卻單元適于通過(guò)與外界環(huán)境相通的開(kāi)口將新鮮空氣引入到冷卻單元的殼體中，該過(guò)濾器包括結(jié)構(gòu)支撐件，其配制為安裝到所述殼體上；墊圈，其與結(jié)構(gòu)支撐件密封地接合并適于與殼體接合；以及由結(jié)構(gòu)支撐件支撐的過(guò)濾介質(zhì)，該過(guò)濾介質(zhì)沒(méi)有薄膜式層，并且包括選擇為防止水侵入足以通過(guò)符合GR-487-C0RE和根據(jù)ASTM B 117的鹽霧試驗(yàn)的纖維交纏物。
2.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物為包括至少一個(gè)沉積的深度負(fù)載介質(zhì)，其包括熔噴非織造纖維。
3.如權(quán)利要求2所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物被布置在載體基底層的上游并且形成過(guò)濾介質(zhì)的上游過(guò)濾表面，熔噴非織造纖維提供深度過(guò)濾和濕氣過(guò)濾的結(jié)合，載體基底層提供成褶功能，其中，過(guò)濾介質(zhì)是褶狀的。
4.如權(quán)利要求2所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物被布置在載體基底層的下游， 載體基底層提供第一深度負(fù)載過(guò)濾能力，熔噴非織造纖維提供第二深度過(guò)濾能力與濕氣過(guò)濾的結(jié)合，與第一深度負(fù)載過(guò)濾能力相比，該第二深度過(guò)濾能力具有更高的效率。
5.如權(quán)利要求2所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物包括位于載體基底層之上的熔噴非織造纖維的至少兩個(gè)沉積。
6.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物具有大于0.6psi的平均流動(dòng)孔隙壓力和小于10微米的平均流動(dòng)孔隙直徑。
7.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)被選擇為具有至少M(fèi)ERV16級(jí)。
8.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)具有大于0.3psi的泡點(diǎn)壓力。
9.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)選擇為具有孔隙大小分布，至少 50%孔隙具有4和8微米之間的尺寸；并且具有5和7微米之間的孔隙大小平均直徑；并且其中，過(guò)濾介質(zhì)被選擇為具有流過(guò)直徑大于20微米的孔隙的小于20%的累積過(guò)濾流量。
10.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物主要包括熔噴聚合纖維，該纖維具有至少大約1/4毫米的厚度，并且其中，該纖維交纏物被層壓到基底上提供復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)，所述復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)具有1和3毫米之間的厚度；介于15和40之間的透氣性(cfmiO. 5" H2O)；介于100和200克/平方米之間的基本重量；孔隙大小分布，使得超過(guò)50%的孔隙的直徑在5和8微米之間，并且其中，復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)的孔隙大小分布使得小于20%的孔隙的直徑大于10. 5微米； 對(duì)于直徑為0. 30到0. 40微米的顆粒來(lái)說(shuō)效率大于大約90% ； 大于96%的平均合成灰塵重量捕獲，并且其中，復(fù)合過(guò)濾器的ASHRAE灰塵保持能力大于0. 75克每平方英尺；通過(guò)復(fù)合過(guò)濾器的90%的累積過(guò)濾流量以在4和6微米之間的平均孔隙直徑完成；并且其中復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)中最小的孔隙大小為直徑小于4微米，大于5%的孔徑大小小于5微米。
11.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物包括被載體基底層支撐的熔噴聚丙烯聚合物；并且其中，載體基底層包括合成的疏水性介質(zhì)。
12.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)為褶狀的以包括多個(gè)褶狀的頂點(diǎn)，褶頂點(diǎn)大體垂直并以大體水平的空間關(guān)系延伸，以便在褶之間通過(guò)重力排出濕氣。
13.一種過(guò)濾器，包括適用于面板過(guò)濾器的防水和防腐蝕的矩形框架； 矩形墊圈，密封地接合矩形框架；以及密封地安裝到矩形框架的過(guò)濾介質(zhì)，具有至少大約0. 5英寸的褶深，過(guò)濾介質(zhì)為沒(méi)有薄膜層的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)并且包括層壓到其上的效率纖維交纏物和載體基底層，包括疏水性纖維的效率纖維交纏物賦予復(fù)合介質(zhì)大于MERV 14級(jí)，該過(guò)濾介質(zhì)被靜電充電處理以形成電介體。
14.如權(quán)利要求13所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物為包括至少一個(gè)沉積的深度負(fù)載介質(zhì)，其包括熔噴非織造纖維。
15.如權(quán)利要求14所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物被布置在載體基底層的上游并且形成過(guò)濾介質(zhì)的上游過(guò)濾表面，熔噴、非織造纖維提供深度過(guò)濾和濕氣過(guò)濾的結(jié)合， 載體基底層提供成褶功能，其中過(guò)濾介質(zhì)是褶狀的。
16.如權(quán)利要求14所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物被布置在載體基底層的下游，載體基底層提供第一深度負(fù)載過(guò)濾能力，熔噴非織造纖維提供第二深度過(guò)濾能力與濕氣過(guò)濾的結(jié)合，與第一深度負(fù)載過(guò)濾能力相比較，第二深度過(guò)濾能力具有更高的效率。
17.如權(quán)利要求14所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物包括位于載體基底層之上的熔噴非織造纖維的至少兩個(gè)沉積。
18.如權(quán)利要求13所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物具有大于0.6psi的平均流動(dòng)孔隙壓力和小于10微米的平均流動(dòng)孔隙直徑。
19.如權(quán)利要求13所述的過(guò)濾器，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)被選擇為具有至少M(fèi)ERV16級(jí)。
20.如權(quán)利要求13所述的過(guò)濾器，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)具有大于0.3psi的泡點(diǎn)壓力。
21.如權(quán)利要求13所述的過(guò)濾器，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)選擇為具有孔隙大小分布，至少50%孔隙具有在4和8微米之間的尺寸；并且具有5和7微米之間的孔隙大小平均直徑； 并且其中，過(guò)濾介質(zhì)被選擇為具有流過(guò)直徑大于20微米的孔隙的小于20%的累積過(guò)濾流量。
22.如權(quán)利要求13所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物主要包括熔噴聚合纖維，該纖維具有至少大約1/4毫米的厚度，并且其中，該纖維交纏物被層壓到基底上提供復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)，所述復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)具有1和3毫米之間的厚度；介于15和40之間的透氣性(cfmiO. 5" H2O)；介于100和200克/平方米之間的基本重量；孔隙大小分布，使得超過(guò)50%的孔隙的直徑在5和8微米之間，并且其中，復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)的孔隙大小分布使得小于20%的孔隙的直徑大于10. 5微米； 對(duì)于直徑為0. 30到0. 40微米的顆粒來(lái)說(shuō)效率大于大約90% ； 大于96%的平均合成灰塵重量捕獲，并且其中，復(fù)合過(guò)濾器的ASHRAE灰塵保持能力大于0. 75克每平方英尺；通過(guò)復(fù)合過(guò)濾器的90%的累積過(guò)濾流量以在4和6微米之間的平均孔隙直徑完成；并且其中復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)中最小的孔隙大小為直徑小于4微米，大于5%的孔徑大小小于5微米。
23.如權(quán)利要求13所述的過(guò)濾器，其特征在于，纖維交纏物包括被載體基底層支撐的熔噴聚丙烯聚合物；并且其中，載體基底層包括合成的疏水性的介質(zhì)。
24.如權(quán)利要求13所述的過(guò)濾器，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)為褶狀的以包括多個(gè)褶狀頂點(diǎn)，褶頂點(diǎn)大體垂直并以大體水平的空間關(guān)系延伸，以便在褶之間通過(guò)重力排出濕氣。
25.一種用于封閉件的冷卻單元的過(guò)濾器，冷卻單元適于通過(guò)與外界環(huán)境相通的開(kāi)口將新鮮空氣引入到冷卻單元的殼體中，該過(guò)濾器包括由聚合材料模制的邊界框架，其圍繞過(guò)濾介質(zhì)的周邊延伸，并且該邊界框架在過(guò)濾元件和冷卻單元之間整體提供密封；由結(jié)構(gòu)支撐件支撐的過(guò)濾介質(zhì)，該過(guò)濾介質(zhì)被選擇為防止水侵入足以通過(guò)符合 GR-487-C0RE和根據(jù)ASTM B 117的鹽霧試驗(yàn)。
26.如權(quán)利要求25所述的過(guò)濾器，其特征在于，邊界框架包括雙硬度材料，包括粘結(jié)在一起的第一材料和第二材料，其具有不同的硬度，其中具有較低硬度的氨基甲酸乙酯材料被用于形成在過(guò)濾元件和冷卻單元之間提供密封的墊圈。
27.如權(quán)利要求25所述的過(guò)濾器，其特征在于，氨基甲酸乙酯材料為發(fā)泡的氨基甲酸乙酯材料，其中，氨基甲酸乙酯材料圍繞過(guò)濾介質(zhì)的周邊部分模制。
28.如權(quán)利要求25所述的過(guò)濾器，其特征在于，進(jìn)一步包括加強(qiáng)環(huán)，當(dāng)形成框架時(shí)聚合材料模制在該加強(qiáng)環(huán)上，聚合材料被整體粘結(jié)到過(guò)濾介質(zhì)上。
29.如權(quán)利要求觀所述的過(guò)濾器，其特征在于，加強(qiáng)環(huán)被穿孔并且包括配置為使加強(qiáng)環(huán)的本體避免倚靠在模制腔的底表面上的平衡架。
30.如權(quán)利要求25所述的過(guò)濾器，其特征在于，介質(zhì)被選擇為沒(méi)有薄膜層并且包括位于基底介質(zhì)之上的纖維交纏物效率層，該過(guò)濾介質(zhì)被靜電充電處理以形成電介體。
31.一種用于在其中封閉無(wú)線電通訊電子設(shè)備的無(wú)線電通訊殼體的過(guò)濾器，所述殼體暴露在外界環(huán)境，過(guò)濾器包括大體矩形的框架；密封件，適于在框架和殼體之間提供密封；以及褶狀過(guò)濾介質(zhì)，其在框架內(nèi)部并橫過(guò)框架延伸以提供褶狀過(guò)濾器，褶狀過(guò)濾介質(zhì)包括選定的深度負(fù)載過(guò)濾介質(zhì)，所述深度負(fù)載過(guò)濾介質(zhì)具有適于從可能在外界環(huán)境中出現(xiàn)的空氣中過(guò)濾霧和灰塵的至少一個(gè)層，以保護(hù)無(wú)線電通訊電子設(shè)備不受霧和灰塵的影響，該深度負(fù)載過(guò)濾介質(zhì)沒(méi)有薄膜材料。
32.如權(quán)利要求31所述的過(guò)濾器，其特征在于，深度負(fù)載過(guò)濾介質(zhì)被選擇為包括熔噴聚合纖維，并且具有至少0. 25毫米的深度以及至少100克每平方米的基本重量，其中深度負(fù)載過(guò)濾介質(zhì)被選擇為針對(duì)直徑為0. 30到0. 40微米的顆粒具有大于90%的效率，具有介于0. 5微米和5微米之間的平均纖維厚度和至少300 %的纖維厚度的可變性，并進(jìn)一步包括沿深度負(fù)載過(guò)濾介質(zhì)的上游側(cè)和下游側(cè)之一的載體基底，該載體基底具有在5和50微米之間的平均纖維厚度。
33.如權(quán)利要求31所述的過(guò)濾器，其特征在于，進(jìn)一步包括沿深度過(guò)濾介質(zhì)的上游側(cè)和下游側(cè)之一的載體基底，該載體基底具有4到20倍于深度負(fù)載過(guò)濾介質(zhì)的平均纖維厚度的平均纖維厚度。
34.如權(quán)利要求31的過(guò)濾器，其特征在于，過(guò)濾器通過(guò)常規(guī)和強(qiáng)化的鹽霧試驗(yàn)中的至少一種。
35.如權(quán)利要求31所述的過(guò)濾器，其特征在于，深度負(fù)載過(guò)濾介質(zhì)具有孔隙，并被選擇為包括超過(guò)50%的直徑為4到8微米的孔隙，并且其中，過(guò)濾介質(zhì)被選擇為具有至少M(fèi)ERV 16級(jí)，其中深度負(fù)載過(guò)濾介質(zhì)被選擇為具有大于0. 6psi的平均流動(dòng)孔隙壓力、小于10微米的平均流動(dòng)孔隙直徑以及大于0. 3psi的泡點(diǎn)壓力，并且其中，過(guò)濾介質(zhì)具有至少0. 5克每平方英尺的灰塵保持能力，和至少50英尺每分鐘的空氣流。
全文摘要
一種用于無(wú)線電通訊基站的電子設(shè)備冷卻單元的過(guò)濾器，該電子設(shè)備冷卻單元適于通過(guò)與外界環(huán)境相通的開(kāi)口將新鮮空氣接收冷卻單元的殼體。該過(guò)濾器包括配置為安裝到所述殼體的結(jié)構(gòu)支撐件、密封接合結(jié)構(gòu)支撐件并適于與殼體接合的墊圈；以及由結(jié)構(gòu)支撐件支撐的過(guò)濾介質(zhì)，該過(guò)濾介質(zhì)沒(méi)有薄膜式層并且包括選擇為防止水侵入足以通過(guò)符合GR-487-CORE和根據(jù)ASTM B 117的鹽霧試驗(yàn)的纖維交纏物。
文檔編號(hào)D04H13/00GK102458608SQ201080035450
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者L·A·克拉布特里, M·哈里曼, M·賴(lài)德 申請(qǐng)人:克拉克空氣過(guò)濾產(chǎn)品有限公司