專利名稱：具有逐漸傾斜的折彎線的褶皺式過濾元件的制作方法
具有逐漸傾斜的折彎線的褶皺式過濾元件相關(guān)申請的交叉引用本申請要求于2010年11月16日提出的臨時(shí)美國專利申請第61/414，235號(hào)的利益和優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)美國專利申請通過引用合并于此。
背景技術(shù)：
和發(fā)明概述本發(fā)明涉及褶皺式過濾元件。在現(xiàn)有技術(shù)中褶皺式過濾元件是已知的。過濾介質(zhì)沿多條折彎線打摺，該多條折彎線沿軸向在上游入口和下游出口之間軸向延伸。多個(gè)壁部在該折彎線之間以蜿蜒的方式延伸，并界定壁部之間的軸向流動(dòng)通道。該通道具有沿橫向的一段高度，該橫向垂直于該軸向。該通道具有沿側(cè)向的一段側(cè)向?qū)挾?，該?cè)向垂直于該軸向且垂直于該橫向。流體通過從一條通道穿過該過濾介質(zhì)的壁部至另一條通道而被過濾。 本公開在針對上述技術(shù)的持續(xù)發(fā)展努力期間產(chǎn)生。附圖的簡要說明圖I是依照本公開的褶皺式過濾元件的透視圖。圖2是依照本公開的褶皺式過濾元件的放大透視圖。圖3類似

圖1，從入口示出褶皺式過濾元件端更詳盡的構(gòu)造。。圖4類似圖1，從出口示出褶皺式過濾元件端更詳盡的構(gòu)造。。圖5是示出依照本公開的褶皺式過濾元件的局部分解透視圖。圖6是示出依照本公開的褶皺式過濾元件的局部放大透視圖。圖7類似圖5，是從相對端觀看到的視圖。圖8是示出依照本公開的褶皺式過濾元件的一實(shí)施方式的透視圖。圖9是示出依照本公開的褶皺式過濾元件的另一實(shí)施方式的透視圖。圖10是示出依照本公開的褶皺式過濾元件的另一實(shí)施方式的端視圖。圖11是更詳盡地示出圖10的實(shí)施方式的透視圖。圖12是沿圖11的線12-12的剖視圖。圖13類似圖5和6，示出另一實(shí)施例。圖14類似圖7，是從圖13的相對端觀看到的視圖。圖15類似圖5，更詳盡地示出了圖13的構(gòu)造。詳細(xì)說明圖I到4示出的過濾元件20，具有上游入口 22和下游出口 24，上游入口 22接收進(jìn)入的臟流體，如箭頭23所示，下游出口 24排放干凈的、經(jīng)過濾的流體，如箭頭25所示。該過濾元件由過濾介質(zhì)組成，并沿多條折彎線26打摺。該折彎線沿軸向28軸向延伸，見圖2到4，并包含第一組折彎線30和第二折彎線32，第一組折彎線30從上游入口 22朝向下游出口 24延伸，第二組折彎線32從下游出口 24朝向上游入口 22延伸。該過濾元件具有多個(gè)過濾介質(zhì)壁部34，多個(gè)過濾介質(zhì)壁部34在該折彎線之間以蜿蜒的方式延伸。該壁部軸向延伸，并界定該壁部之間的軸向流動(dòng)通道36。該通道具有沿橫向40的一段高度38，橫向40垂直于軸向28，見圖2。該通道具有沿側(cè)向44的側(cè)向?qū)挾?2，側(cè)向44垂直于軸向28且垂直于橫向40。以下將說明，所述折彎線中至少有一些會(huì)隨著其在所述軸向上的軸向延伸而在所述橫向上逐漸傾斜。該壁部包含第一組壁部46，見圖2、圖3，第一組壁部46在上游入口 22處被交替地密封至彼此，例如，通過膠粘劑48或類似物，以界定第一組通道50和第二組通道52，第一組通道50具有開放的上游端，第二組通道52與第一組通道50交叉相間并具有封閉的上游端。該壁部包含第二組壁部54，見圖3、圖4，第二組壁部54在下游出口 24處被交替地密封至彼此，例如，通過膠粘劑56或類似的，以界定第三組通道58和第四組通道60，第三組通道58具有封閉的下游端，第四組通道60，見圖4，具有開放的下游端。第一組折彎線30包含第一子組的折彎線62和第二子組的折彎線64，第一子組的折彎線62界定第一組通道50，第二子組的折彎線64界定第二組通道52。第二子組的折彎線64隨著其從上游入口 22朝向下游出口軸向延伸，而在橫向40上逐漸傾斜，見圖5到7。第二組折彎線32包含第三子組的折彎線66和第四子組的折彎線68，第三子組的折彎線66界定第三組通道58，第四子組的折彎線68界定第四組通道60。第四子組的折彎線68隨著其從下游出口 24朝向上游入口 22軸向延伸，而在橫向40上逐漸傾斜，見圖5到7。第二組通道52具有的橫向通道高度 38隨著第二組通道52沿軸向28朝向下游出口 24軸向延伸而沿橫向40遞減。第二子組的折彎線64在橫向40上的逐漸傾斜提供了第二組通道52的遞減的橫向通道高度38。第四組通道60具有的橫向通道高度隨著第四組通道60沿軸向28朝向上游入口 22軸向延伸而沿橫向40遞減。第四子組的折彎線68在橫向40上的逐漸傾斜提供了第四組通道60的遞減的橫向通道高度38。進(jìn)入的、待過濾的臟流體23沿軸向28在上游入口 22處流入開放的通道50，并側(cè)向和/或橫向穿過該褶皺式過濾元件的該過濾介質(zhì)壁部，之后作為干凈的、經(jīng)過濾的流體25沿軸向在下游出口 24處從開放的通道60軸向流出。第二子組的折彎線64在上游入口22下游相應(yīng)的通道之間提供沿側(cè)向44、橫跨第二子組的折彎線64的側(cè)向橫流。第四子組的折彎線68在下游出口 24上游相應(yīng)的通道之間提供沿側(cè)向44、橫跨第四子組的折彎線68的側(cè)向橫流。第二和第四子組的折彎線64和68具有軸向重疊的區(qū)域70，且所述側(cè)向橫流至少會(huì)被提供在軸向重疊的區(qū)域70上。第二子組的折彎線64逐漸傾斜到相應(yīng)的終止點(diǎn)72，見圖5到7，并在這樣的終止點(diǎn)處提供第二組通道52的最小的橫向通道高度38。第四子組的折彎線68逐漸傾斜到相應(yīng)的終止點(diǎn)74，并在這樣的終止點(diǎn)處提供第四組通道60的最小的橫向通道高度38。第二子組的折彎線64的終止點(diǎn)72在第四子組的折彎線68的終止點(diǎn)74的軸向下游。這提供了所述軸向重疊的區(qū)域70。第二子組的折彎線64的終止點(diǎn)72在一實(shí)施例中在下游出口 24處，在其他實(shí)施例中在下游出口 24的軸向上游。第四子組的折彎線68的終止點(diǎn)74在一實(shí)施例中在上游入口 22處，在其他實(shí)施例中在上游入口 22的軸向下游。在上游入口 22膠粘劑48處被交替地密封至彼此的第一組壁部46界定第一組四面體通道50和第二組四面體通道52，第一組四面體通道50具有開放的上游端，第二組四面體通道52與第一組四面體通道50交叉相間并具有封閉的上游端。在下游出口 24膠粘劑56處被交替地密封至彼此的第二組壁部54界定第三組四面體通道58和第四組四面體通道60，第三組四面體通道58具有封閉的下游端，第四組四面體通道60與第三組四面體通道58交叉相間并具有開放的下游端。第一組折彎線30包含第一子組的折彎線62和第二子組的折彎線64，第一子組的折彎線62界定第一組四面體通道50，第二子組的折彎線64界定第二組四面體通道52。第二子組的折彎線64隨著其從上游入口 22朝向下游出口 24軸向延伸，而在橫向40上逐漸傾斜。第二組折彎線32包含第三子組的折彎線66和第四子組的折彎線68，第三子組的折彎線66界定第三組四面體通道58，第四子組的折彎線68界定第四組四面體通道60。第四子組的折彎線68隨著其從下游出口 24朝向上游入口 22軸向延伸，而在橫向40上逐漸傾斜。第一和第二組四面體通道50和52，見圖3到7，反向地面對第三和第四組四面體通道58和60。各四面體通道50、52、58、60在軸向28上都是細(xì)長的。各四面體通道都具有沿橫截平面的橫截面積，該橫截平面由橫向40和側(cè)向44界定。隨著第一和第二組四面體通道50和52沿軸向28從上游入口 22朝向下游出口 24延伸，第一和第二組四面體通道50和52的該橫截面積減少。隨著第三和第四組四面體通道58和60沿軸向28從下游出口 24朝向上游入口 22延伸，第三和第四組四面體通道58和60的該橫截面積減少。在一實(shí)施例中，折彎線26以尖銳的角度彎曲，如圖2中80所示。在其他實(shí)施例中，折彎線沿給 定的半徑被弄圓，如圖2中虛線82所示。該過濾元件進(jìn)一步地配備有大致平的薄片84，大致平的薄片84橫跨該折彎線側(cè)向延伸。在一實(shí)施例中，該薄片由過濾介質(zhì)材料形成，該過濾介質(zhì)材料可以與包含壁部34的褶皺式過濾元件的過濾介質(zhì)材料相同。薄片84沿軸向28沿在上游入口 22和下游出口24之間的整個(gè)軸向長度軸向延伸，并沿側(cè)向44沿整個(gè)側(cè)向?qū)挾葯M跨并密封該通道地側(cè)向延伸，以防止臟的上游空氣在未穿過壁部34且未被壁部34所過濾的情況下旁流至干凈的下游空氣。在一實(shí)施例中，薄片84是沿由軸向28和側(cè)向44界定的平面的矩形面。在另一實(shí)施例中，薄片84呈輕微的波紋形，如圖5虛線86所示。在一實(shí)施方式中，薄片84與該過濾元件一起被卷成閉環(huán)，且在多種實(shí)施例中，該閉環(huán)的形狀可以從圓形，見圖8、跑道形，見圖9、橢圓形、長橢圓形及其他閉環(huán)形狀組成的組中選擇。在其他實(shí)施例中，多個(gè)褶皺式過濾元件和薄片彼此堆疊成堆疊板的排列方式，見圖10到12?？梢愿鶕?jù)需要使用諸如88的間隔條或凸起以在堆疊元件之間起間隔和支承作用。圖13到15示出了除去薄片84的更詳盡的實(shí)施例，并類似圖5到7，及在適當(dāng)?shù)牡胤绞褂门c上文類似的附圖標(biāo)記以便理解。圖13到15的過濾元件具有上游入口 22和下游出口 24，上游入口 22接收進(jìn)入的臟流體，下游出口 24排放干凈的、經(jīng)過濾的流體。如上所述，壁部在上游入口 22處被交替地密封至彼此，例如，通過在48處的膠粘劑或者一部分過濾介質(zhì)，以界定所述第一組通道50和所述第二組通道52，所述第一組通道50具有開放的上游端，所述第二組通道52與所述第一組通道50交叉相間并具有封閉的上游端。該壁部在下游出口 24處被交替地密封至彼此，例如，通過在56處的膠粘劑或者一部分過濾介質(zhì)，以界定所述第三組通道58和所述第四組通道60，所述第三組通道58具有封閉的下游端，所述第四組通道60與所述第三組通道58交叉相間并具有開放的下游端。該折彎線包含所述第一子組的折彎線62、所述第二子組的折彎線64、所述第三子組的折彎線66和所述第四子組的折彎線68，所述第一子組的折彎線62界定第一組通道50，所述第二子組的折彎線64界定所述第二組通道52，所述第三子組的折彎線66界定第三組通道58，所述第四子組的折彎線68界定所述第四組通道60。該細(xì)長的四面體通道使得在鄰近的通道之間產(chǎn)生橫流。在空氣過濾實(shí)施方式中，此橫流使得在該介質(zhì)的上游側(cè)負(fù)載的塵埃更加均勻。在一實(shí)施例中，該細(xì)長的四面體通道被塑形成特意使得上游的空隙容積比下游的空隙容積大，以增加過濾能力。可以被過濾的流體有多種，包含空氣或其他氣體，及包含液體。在上文的描述中，為簡潔、清晰和理解而使用了某些術(shù)語。因?yàn)檫@些術(shù)語用于描述的目的并且意欲進(jìn)行廣泛地解釋，所以這些術(shù)語中并不包含超過現(xiàn)有技術(shù)需求的不必要的限制。此處描述的不同構(gòu)造、系統(tǒng)和方法步驟可單獨(dú)地使用或與其它構(gòu)造、系統(tǒng)和方法步驟組合使用。將預(yù)期到的是在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，各種等同物、替換物和修改物是可能的。只有在各項(xiàng)限制中明確地引述了術(shù)語“用于……的手段”或者“用于……的步驟”，在所 附權(quán)利要求書中的各限制才意欲援用35 U.S.C. §112，第六段下的解釋。
權(quán)利要求
1.一種過濾元件，所述過濾元件具有上游入口和下游出口，并沿多條折彎線打摺，所述折彎線軸向地沿軸向延伸，并包括第一組折彎線和第二組折彎線，所述第一組折彎線從所述上游入口朝向所述下游出口軸向延伸，所述第二組折彎線從所述下游出口朝向所述上游入口軸向延伸，所述過濾元件具有多個(gè)壁部，所述多個(gè)壁部在所述折彎線之間以蜿蜒的方式延伸，所述壁部軸向延伸，并界定所述壁部之間的軸向通道，所述通道具有沿橫向的高度，所述橫向垂直于所述軸向，所述通道具有沿側(cè)向的側(cè)向?qū)挾?，所述?cè)向垂直于所述軸向且垂直于所述橫向，所述折彎線中的至少一些隨著它們在所述軸向上的軸向延伸而在所述橫向上逐漸傾斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的過濾元件，其中所述壁部包括第一組壁部，所述第一組壁部在所述上游入口處被交替地密封至彼此，以界定第一組通道和第二組通道，所述第一組通道具有開放的上游端，所述第二組通道具有封閉的上游端并與所述第一組通道交叉相間， 所述壁部包括第二組壁部，所述第二組壁部在下游出口處被交替地密封至彼此，以界定第三組通道和第四組通道，所述第三組通道具有封閉的下游端，所述第四組通道具有開放的下游端并與所述第三組通道交叉相間，所述第一組折彎線包括第一子組的折彎線和第二子組的折彎線，所述第一子組的折彎線界定所述第一組通道，所述第二子組的折彎線界定所述第二組通道，所述第二子組的折彎線隨著它們從所述上游入口朝向所述下游出口軸向延伸，而在所述橫向上逐漸傾斜，所述第二組折彎線包括第三子組的折彎線和第四子組的折彎線，所述第三子組的折彎線界定所述第三組通道，所述第四子組的折彎線界定所述第四組通道，所述第四子組的折彎線隨著它們從所述下游出口朝向所述上游入口軸向延伸，而在所述橫向上逐漸傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過濾元件，其中 所述第二組通道具有隨著所述第二組通道朝向所述下游出口軸向延伸而沿所述橫向遞減的橫向通道高度； 所述第二子組的折彎線在所述橫向上的所述逐漸傾斜提供了所述第二組通道的所述遞減的橫向通道高度； 所述第四組通道具有隨著所述第四組通道朝向所述上游入口軸向延伸而沿所述橫向遞減的橫向通道高度； 所述第四子組的折彎線在所述橫向上的所述逐漸傾斜提供了所述第四組通道的所述遞減的橫向通道高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過濾元件，其中所述第二子組的折彎線在所述上游入口的下游，沿所述側(cè)向，在相應(yīng)通道之間提供橫跨所述第二子組的折彎線的側(cè)向橫流。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過濾元件，其中所述第四子組的折彎線在所述下游出口的上游，沿所述側(cè)向、在相應(yīng)通道之間提供橫跨所述第四子組的折彎線的側(cè)向橫流。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過濾元件，其中所述第二和第四子組的折彎線在所述上游入口的下游和所述下游出口的上游，沿所述側(cè)向，在相應(yīng)的通道之間提供橫跨所述第二和第四子組的折彎線的側(cè)向橫流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的過濾元件，其中所述第二和第四子組的折彎線具有軸向重疊的區(qū)域，并且其中所述側(cè)向橫流至少被提供在所述軸向重疊的區(qū)域上。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過濾元件，其中所述第二子組的折彎線逐漸傾斜到相應(yīng)的終止點(diǎn)，并提供所述第二組通道的最小橫向通道高度； 所述第四子組的折彎線逐漸傾斜到相應(yīng)的終止點(diǎn)，并提供所述第四組通道的最小橫向通道高度； 所述第二子組的折彎線的所述終止點(diǎn)在所述第四子組的折彎線的所述終止點(diǎn)的軸向下游。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過濾元件，其中 所述第二子組的折彎線的所述終止點(diǎn)在所述下游出口處或在所述下游出口的軸向上游； 所述第四子組的折彎線的所述終止點(diǎn)在所述上游入口處或在所述上游入口處的軸向下游。
10.一種過濾元件，所述過濾元件具有上游入口和下游出口，并沿多條折彎線打摺，所述折彎線軸向地沿軸向延伸，并包括第一組折彎線和第二組折彎線，所述第一組折彎線從所述上游入口朝向所述下游出口軸向延伸，所述第二組折彎線從所述下游出口朝向所述上游入口軸向延伸，所述過濾元件具有多個(gè)壁部，所述多個(gè)壁部在所述折彎線之間以蜿蜒的方式延伸，所述壁部軸向延伸，并界定其間的軸向通道，所述通道具有沿橫向的高度，所述橫向垂直于所述軸向，所述通道具有沿側(cè)向的側(cè)向?qū)挾?，所述?cè)向垂直于所述軸向且垂直于所述橫向，所述折彎線中的至少一些會(huì)隨著它們在所述軸向上軸向延伸而在所述橫向上逐漸傾斜，所述壁部包括第一組壁部，所述第一組壁部在所述上游入口處被交替地密封至彼此，以界定第一組四面體通道和第二組四面體通道，所述第一組四面體通道具有開放的上游端，所述第二組四面體通道與所述第一組四面體通道交叉相間并具有封閉的上游端，所述壁部包括第二組壁部，所述第二組壁部在所述下游出口處被交替地密封至彼此，以界定第三組四面體通道和第四組四面體通道，所述第三組四面體通道具有封閉的下游端，所述第四組四面體通道與所述第三組四面體通道交叉相間并具有開放的下游端，所述第一組折彎線包括第一子組的折彎線和第二子組的折彎線，所述第一子組的折彎線界定所述第一組四面體通道，所述第二子組的折彎線界定所述第二組四面體通道，所述第二子組的折彎線隨著它們從所述上游入口朝向所述下游出口軸向延伸，而在所述橫向上逐漸傾斜，所述第二組折彎線包括第三子組的折彎線和第四子組的折彎線，所述第三子組的折彎線界定所述第三組四面體通道，所述第四子組的折彎線界定所述第四組四面體通道，所述第四子組 的折彎線隨著它們從所述下游出口朝向所述上游入口軸向延伸，而在所述橫向上逐漸傾斜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過濾元件，其中所述第一和第二組四面體通道在反向地面對所述第三和第四組四面體通道。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的過濾元件，其中所述各四面體通道在所述軸向上都是細(xì)長的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的過濾元件，其中所述各四面體通道都具有沿橫截平面的橫截面積，所述橫截平面由所述橫向和側(cè)向界定，其中隨著所述第一和第二組四面體通道沿所述軸向從所述上游入口朝向所述下游出口延伸，所述第一和第二組四面體通道的所述橫截面積減?。浑S著所述第三和第四組四面體通道沿所述軸向從所述下游出口朝向所述上游入口延伸，所述第三和第四組四面體通道的所述橫截面積減小。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過濾元件，其中所述折彎線以尖銳的角度彎曲。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過濾元件，其中將所述折彎線沿給定的半徑弄圓。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過濾元件，進(jìn)一步包括大致平的薄片，所述大致平的薄片橫跨所述折彎線側(cè)向延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元件，其中所述薄片由過濾材料組成。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的過濾元件，其中所述壁部和所述薄片由同樣的所述過濾材料組成。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元件，其中所述薄片沿在所述上游入口和所述下游出口之間的所述整個(gè)軸向長度軸向延伸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的過濾元件，其中所述薄片是矩形面。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的過濾元件，其中所述薄片略呈波紋形。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元件，其中所述薄片與所述過濾元件一起被卷成封閉的環(huán)形。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的過濾元件，其中所述閉環(huán)的形狀是從圓形、跑道形、橢圓形、長橢圓形組成的組中選出的。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元件，包括多個(gè)所述褶皺式過濾元件和薄片，多個(gè)所述褶皺式過濾元件和薄片彼此堆疊成堆疊板的排列方式。
全文摘要
一種褶皺式過濾元件，沿多條形成軸向流動(dòng)通道的軸向延伸的折彎線在上游入口和下游出口之間軸向延伸。該折彎線在橫向上逐漸傾斜，并界定多條彼此相對的軸向上細(xì)長的四面體通道。
文檔編號(hào)B01D29/00GK102762270SQ201180005320
公開日2012年10月31日 申請日期2011年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者杰拉爾德·J·莫伊, 肯尼思·M·托福斯蘭德, 艾瑞克·A·雅尼科夫斯基 申請人:康明斯過濾Ip公司