專利名稱：過(guò)濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明描述了用來(lái)過(guò)濾諸如氣體和液體的流體的過(guò)濾裝置。特別是，本發(fā)明描述了一種過(guò)濾元件、一前置過(guò)濾器、一殼體、以及特別用于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)可用于發(fā)電。這種類型的系統(tǒng)的特別方便之處在于，它們可快速制造；它們也是令人滿意的，因?yàn)樗鼈儽让夯蛴突鶞u輪系統(tǒng)產(chǎn)生更少的有害排發(fā)物。燃?xì)鉁u輪利用空氣達(dá)到燃燒目的。由于這種類型系統(tǒng)里的精密運(yùn)動(dòng)部件，燃燒空氣需要凈化。為了確保凈化空氣供燃燒，已使用空氣過(guò)濾器來(lái)凈化進(jìn)入燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的空氣。在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)里，使用一系列的平板過(guò)濾器來(lái)凈化進(jìn)入的空氣。由于系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，需要更凈化的空氣。這導(dǎo)致成本增加。
因此，對(duì)進(jìn)入燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的空氣進(jìn)行凈化的裝置和方法加以改進(jìn)是需要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種過(guò)濾裝置，包括第一過(guò)濾元件，它具有相對(duì)的第一端和第二端；在第一端和第二端之間的軸向長(zhǎng)度；以及形成一凹槽結(jié)構(gòu)的許多凹槽；各凹槽具有靠近第一過(guò)濾元件第一端的第一端部，以及靠近第一過(guò)濾元件第二端的第二端部；凹槽的選定的一組在第一端部處敞開而在第二端部處封閉；而凹槽選定的另一組在第一端部處封閉而在第二端部處敞開；凹槽結(jié)構(gòu)具有一中心芯子；第一過(guò)濾元件具有一非圓形的橫截面，該橫截面具有兩相對(duì)弧形端部，兩弧形端部由線段連接；還包括一環(huán)繞第一過(guò)濾元件的套管件；套管件具有與第一過(guò)濾元件的橫截面相配的橫截面；套管件具有一壁，其長(zhǎng)度延伸大于第一過(guò)濾元件的軸向長(zhǎng)度的50％；還包括從套管件徑向延伸并完全環(huán)繞著套管件的一密封件加壓凸緣；密封件加壓凸緣包括相對(duì)的第一和第二軸向表面；密封件加壓凸緣從套管件的壁徑向延伸至少2.5毫米(0.1英寸)的距離；還包括一密封件，它靠著密封件加壓凸緣的第一軸向表面而設(shè)置，從而在安裝于一過(guò)濾系統(tǒng)中時(shí)于密封件加壓凸緣和過(guò)濾系統(tǒng)之間形成密封；密封件加壓凸緣作為止擋物支承密封件。
該過(guò)濾裝置尤其可用于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。


圖1是用于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的進(jìn)氣系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖，該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)具有按照這里所述的原理構(gòu)造的空氣過(guò)濾裝置。
圖2是一安裝在管板里空氣過(guò)濾裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意的前視圖，以便看清初級(jí)過(guò)濾元件。
圖3是圖2所示的空氣過(guò)濾裝置的示意的后視圖，以便看清前置過(guò)濾元件。
圖4是安裝在管板里的圖2和3所示的空氣過(guò)濾裝置的示意的側(cè)視圖。
圖5是圖2-4中的空氣過(guò)濾裝置沿圖3中的5-5線的示意的、局部的、放大的剖視圖。
圖6是用來(lái)將圖2-4中的空氣過(guò)濾裝置安裝在管板里的閂鎖的一個(gè)實(shí)施例的示意的、放大的俯視圖。
圖7是圖2-4中的空氣過(guò)濾裝置的示意的立體圖，它已從管板中取出，以便看清初級(jí)過(guò)濾元件。
圖8是圖7中的空氣過(guò)濾裝置的示意的前視圖，以便看清初級(jí)過(guò)濾元件。
圖9是圖7和8中的空氣過(guò)濾元件的俯視圖。
圖10是一夾子和一套管的示意的、分解的、放大的立體圖，以便用來(lái)固定圖2-4和7-9中的空氣過(guò)濾裝置使用的過(guò)濾元件。
圖11是圖2-4和7-9中的空氣過(guò)濾裝置使用的前置過(guò)濾器的一個(gè)實(shí)施例的示意的俯視圖。
圖12是圖11中的前置過(guò)濾器的示意的側(cè)視圖。
圖13是圖11和12中的前置過(guò)濾器的示意的仰視圖。
圖14是用于圖2-4和7-9中的空氣過(guò)濾裝置的一前置過(guò)濾器的另一實(shí)施例在組裝過(guò)程中的示意的俯視圖。
圖15是組裝圖14中的前置過(guò)濾器的另一步驟的示意的俯視圖。
圖16是可用于圖2、7和8所示的初級(jí)過(guò)濾元件的一部分過(guò)濾介質(zhì)的一個(gè)實(shí)施例的示意的立體圖。
具體實(shí)施例方式
A.圖1，使用的系統(tǒng)這里所述的空氣清潔裝置和結(jié)構(gòu)可用于許多系統(tǒng)。圖1顯示了一種具體的系統(tǒng)，即用標(biāo)號(hào)20示意地表示的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。
在圖1中，用箭頭23表示的氣流被顯示吸入一進(jìn)氣系統(tǒng)22。進(jìn)氣系統(tǒng)22包括多個(gè)通常安裝在管板36里的空氣過(guò)濾裝置24。在較佳的系統(tǒng)里，管板36將被制成以相對(duì)一垂直軸線成一角度安裝過(guò)濾裝置24。較佳的角度將在5-25度之間，例如約7度。這樣，當(dāng)系統(tǒng)20不工作時(shí)允許液體從過(guò)濾裝置24上滴落。
空氣在空氣過(guò)濾裝置24里被凈化，然后，它沿著箭頭26向下游流動(dòng)進(jìn)入燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)28，它們?cè)谀抢锂a(chǎn)生電力。
B.空氣過(guò)濾裝置綜述用于系統(tǒng)20的空氣過(guò)濾裝置24的一個(gè)例子如圖2-4所示。通常，空氣過(guò)濾裝置24包括第一或初級(jí)過(guò)濾元件30及作為前置過(guò)濾器的第二過(guò)濾元件32。這里所用了術(shù)語(yǔ)“前置過(guò)濾器”，它意味著是一位于主要的、初級(jí)過(guò)濾元件30的上游的除塵器，其功能是用來(lái)去除氣流里的大顆粒。初級(jí)過(guò)濾元件30在圖2中可看到，而前置過(guò)濾器32在圖3中可看到。初級(jí)過(guò)濾元件30和前置過(guò)濾元件32較佳的是固定在一套管件34里，而套管件34可拆卸地安裝在管板36的一個(gè)孔38里。通常，氣流通過(guò)進(jìn)氣系統(tǒng)22進(jìn)入，首先流動(dòng)經(jīng)過(guò)前置過(guò)濾元件32，然后經(jīng)過(guò)初級(jí)過(guò)濾元件30。在退出初級(jí)過(guò)濾元件30后，空氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)28。
C.初級(jí)過(guò)濾元件現(xiàn)在參看圖2、5和7，初級(jí)過(guò)濾元件30被制造成允許筆直流動(dòng)通過(guò)。這里使用了術(shù)語(yǔ)“筆直流動(dòng)通過(guò)”，其含義是流體直接流動(dòng)通過(guò)過(guò)濾元件30，在進(jìn)口表面40進(jìn)入而在相反設(shè)置的出口表面42退出，其中，流體流動(dòng)進(jìn)入進(jìn)口表面40的方向與流體流出出口表面42的方向相同。在圖2中，應(yīng)該理解，出口表面42是示意地顯示的。即，只有一部分表面42被顯示有凹槽。應(yīng)該知道，在傳統(tǒng)的系統(tǒng)里整個(gè)表面42將被開槽。
過(guò)濾元件30具有第一端44和相反的第二端46。在圖2所示的裝置里，第一端44將與上游端進(jìn)口表面40對(duì)應(yīng)，而第二端46將與下游端出口表面42對(duì)應(yīng)。筆直流動(dòng)通過(guò)允許氣體流入第一端44并從第二端46退出，這樣，空氣流動(dòng)進(jìn)入第一端44的方向與空氣流動(dòng)退出第二端的方向相同。筆直流動(dòng)通過(guò)的模式可減少在氣流中的紊流量。
參看圖16。圖16是論證可用于初級(jí)過(guò)濾元件30的某些較佳介質(zhì)的工作原理的示意的立體圖。在圖16中，用凹槽結(jié)構(gòu)形式表示的過(guò)濾介質(zhì)通常用標(biāo)號(hào)50表示。較佳的是，有凹槽的結(jié)構(gòu)50包括具有許多凹槽54的波紋層52和面板56。圖16中的實(shí)施例顯示了兩塊面板56A(在波紋層52的上面)和56B(在波紋層52的下面)。通常，較佳的凹槽結(jié)構(gòu)50將包括固定在下部面板56B上的波紋層52。當(dāng)所用卷起狀態(tài)的這種凹槽結(jié)構(gòu)50時(shí)，它通常環(huán)繞著自身卷攏，而其下部面板56B將覆蓋波紋層52的上部。覆蓋波紋層52上部的面板56用標(biāo)號(hào)56A表示。應(yīng)該知道，面板56A和56B是相同的板56。
當(dāng)所用這種類型的凹槽結(jié)構(gòu)50時(shí)，凹槽腔58較佳的是形成交替的波峰60和波谷62。波谷62和波峰60將凹槽劃分為兩排，一排與另一排相鄰(在圖16中，覆蓋或在另一排上部)。在圖16所示的特定結(jié)構(gòu)里，上部凹槽形成在下游端被封閉的凹槽腔64，而具有被封閉的上游端的凹槽腔66形成下排凹槽。凹槽腔66由第一端部填塞物68封閉，第一端部填塞物68充填在凹槽板52和第二面板56B之間的凹槽的上游端的一部分。同樣的，第二端部填塞物70封閉交替的凹槽腔64的下游端。
當(dāng)使用由凹槽結(jié)構(gòu)50形成的介質(zhì)時(shí)，在使用過(guò)程中，未過(guò)濾的流體、諸如空氣沿著陰影箭頭72所示的方向進(jìn)入凹槽腔64。凹槽腔64具有敞開的上游端74。未過(guò)濾的流體流不能經(jīng)過(guò)凹槽腔64的下游端76，因?yàn)橄掠味吮坏诙瞬刻钊?0封閉。因此，流體被迫通過(guò)凹槽板52或面板56。當(dāng)未過(guò)濾的流體通過(guò)凹槽板52或面板56時(shí)，該流體被凈化或過(guò)濾。被凈化的流體用無(wú)陰影的箭頭78表示。然后，流體經(jīng)過(guò)上游端80被封閉的凹槽腔66，通過(guò)敞開的下游端離開凹槽結(jié)構(gòu)50。利用所示的結(jié)構(gòu)，未過(guò)濾的流體可流動(dòng)通過(guò)凹槽板52、上部面板56A或下部面板56B，并進(jìn)入凹槽腔66。
凹槽結(jié)構(gòu)50通常被卷繞成一卷筒形狀，如圖7所示。有許多方法可用來(lái)卷繞凹槽結(jié)構(gòu)50。凹槽結(jié)構(gòu)50可卷繞在一中心芯子上，或者凹槽結(jié)構(gòu)50也可以是無(wú)芯的。再參看圖2、7和8，可看到過(guò)濾元件30的橫截面形狀通常是圓形的。在其它的實(shí)施例里，橫截面也可以是非圓形的，諸如“非圓形”或“賽馬跑道形狀”。所謂的“非圓形”或“賽馬跑道形狀”的意思是，過(guò)濾元件將形成一弧形(在某些實(shí)施例是半圓形)端部和一相對(duì)的弧形(在某些實(shí)施例是半圓形)端部。而這兩弧形端部由一對(duì)直線段連接。
介質(zhì)50可是聚酯合成介質(zhì)、由纖維素或這些類型材料的混合物形成的介質(zhì)?？墒褂玫睦w維素介質(zhì)的一個(gè)例子是約45-55磅/3000英尺2(84.7克/米2)、例如48-54磅/3000英尺2的基本重量；約0.005-0.015英寸、例如約0.010英寸(0.25毫米)的厚度；約20-25英尺/分鐘、例如約22英尺/分鐘(6.7米/分鐘)的滲透性；約55-65微米、例如約62微米的孔徑尺寸；至少約7磅/英寸、例如8.5磅/英寸(3.9公斤/英寸)的濕抗拉強(qiáng)度；約1 5-25磅/英寸2、例如23磅/英寸2(159千帕)的機(jī)械去濕破裂強(qiáng)度。纖維素介質(zhì)可用細(xì)纖維、例如具有5微米或更小的、在某些例子里是亞微型的纖維精制。如果需要使用細(xì)纖維，可用許多方法使細(xì)纖維形成介質(zhì)。其中的一些方法在美國(guó)專利第5,423,892號(hào)的第32欄48-60行里有描述。更具體地說(shuō)，美國(guó)專利第3,878,014號(hào)、第3,676,242號(hào)、第3,841,953號(hào)和第3,849,241號(hào)描述了這些方法，它們?cè)谶@里被參考引用。一種可供選擇的方法是一個(gè)商業(yè)秘密方法，它包括位于傳統(tǒng)的介質(zhì)上的細(xì)聚合纖維網(wǎng)，它是利用唐納森公司的商業(yè)秘密實(shí)施的，名稱為ULTRA-WEB。至于該過(guò)濾元件的結(jié)構(gòu)，如果希望使用細(xì)纖維，對(duì)于下面的事項(xiàng)沒(méi)有特別的優(yōu)先選擇細(xì)纖維是怎樣制造的；以及使用什么方法施加細(xì)纖維。通常施加足夠的細(xì)纖維，直至產(chǎn)生的介質(zhì)結(jié)構(gòu)具有下述性能利用SAE微塵、按照SAE J726C測(cè)試、在90％以下的非個(gè)體測(cè)試的平均99.5％的最初效率；以及按照SAE J726C測(cè)試的、平均99.98％的總效率。
美國(guó)專利第5,820,646號(hào)描述了可使用的過(guò)濾結(jié)構(gòu)的例子，該專利在這里被參考引用。
D.前置過(guò)濾元件參看圖3和11-13。它們顯示了前置過(guò)濾元件32。較佳的是，前置過(guò)濾元件32是一折疊結(jié)構(gòu)90，它包括許多單個(gè)褶92。褶92以鋸齒形排列。從圖3、11和13中可看到，較佳的前置過(guò)濾元件32將具有通常是圓形的橫截面。
前置過(guò)濾元件32的結(jié)構(gòu)允許筆直流動(dòng)通過(guò)。換句話說(shuō)，氣流直接通過(guò)前置過(guò)濾元件32，在進(jìn)口表面94處進(jìn)入，而在相反設(shè)置的出口表面96處離開，其中，流體流進(jìn)入進(jìn)口表面94的方向與流體流離開出口表面96的方向相同。
在某些較佳的實(shí)施例里，有至少15個(gè)褶92，不大于80個(gè)褶92，通常是30-50個(gè)褶92。折疊結(jié)構(gòu)90由介質(zhì)98制成，它被折疊成褶92而環(huán)繞著中心芯子100堆置在中心。介質(zhì)98可使用的類型包括玻璃纖維或氣流鋪置介質(zhì)。可使用的介質(zhì)98的具體性能包括由隨便取向、以形成具有2.7-3.3盎司/碼3(92-112克/米3)重量的網(wǎng)的聚酯纖維制成的干鋪置過(guò)濾媒介；0.25-0.40英寸(6.4-10.2毫米)的自由厚度(即在0.002磅/英寸2壓縮時(shí)的厚度)；以及至少400英尺/分鐘(122米/分鐘)的滲透性。
較佳的前置過(guò)濾元件32將包括至少在下游側(cè)96處的過(guò)濾器支承或襯墊102。過(guò)濾器支承或襯墊102可由塑料或金屬制成的擴(kuò)展的絲網(wǎng)構(gòu)成。應(yīng)該知道，圖11只是示意地顯示了襯墊102。圖11顯示了只在出口表面96某一部分上的襯墊102。這是象征襯墊102覆蓋著整個(gè)出口表面96。在某些替換的實(shí)施例里，進(jìn)口表面94也可具有過(guò)濾器支承或襯墊。
仍參看圖11，在所示的前置過(guò)濾元件32里，具有用來(lái)維持前置過(guò)濾元件32呈圓形折疊結(jié)構(gòu)90的粘結(jié)劑104。特別是，密封劑104可是熱熔的熔珠106，在折疊結(jié)構(gòu)90形成圓形構(gòu)造后涂覆到折疊結(jié)構(gòu)90。熔珠106凝固并有助于折疊結(jié)構(gòu)90保持圓形構(gòu)造。
通常，前置過(guò)濾元件32可移動(dòng)和可拆卸地安裝在套管件34里。套管件34將在下面詳細(xì)介紹。在某些系統(tǒng)里，前置過(guò)濾元件32通過(guò)相對(duì)套管件34的內(nèi)壁擠壓或壓縮介質(zhì)98的末端部108而安裝在套管件34里。換句話說(shuō)，初級(jí)過(guò)濾元件32較佳的是成為具有原始的自由形態(tài)的最外側(cè)尺寸，其最外側(cè)尺寸(在這里是直徑)大于套管件34的內(nèi)徑。當(dāng)放置在套管件34里時(shí)，介質(zhì)98的末端部108在套管件34的內(nèi)壁和襯墊102的端部之間被擠壓、壓縮、彎曲或粉碎。
圖14和15顯示了前置過(guò)濾元件120的另一實(shí)施例。前置過(guò)濾元件120類似于前置過(guò)濾元件32，類似之處在于，它包含單個(gè)褶124的折疊結(jié)構(gòu)122。前置過(guò)濾元件120的組裝不同于前置過(guò)濾元件32。在該實(shí)施例里，前置過(guò)濾元件120是通過(guò)將一片介質(zhì)126折疊成一系列褶124構(gòu)成的。這形成了折疊介質(zhì)的矩形片128。將片128插入包含聚氨酯的模子里。聚氨酯被固化，形成一可壓縮的聚氨酯的實(shí)心的矩形端部130。然后，面板132可被組裝成前置過(guò)濾元件120。
參看圖15。圖15顯示了將面板132組裝成前置過(guò)濾元件120的步驟。端部130收縮在一起，形成芯子134。然后，端部褶136和138沿著箭頭140和142的方向相對(duì)移動(dòng)。這樣，折疊的面板132展開扇形而形成一圓形前置過(guò)濾元件120。然后用一夾子將端部褶136和138連接在一起。
這種前置過(guò)濾元件120是方便的，方便之處在于，該前置過(guò)濾元件可以面板132的形狀儲(chǔ)存和輸送給最終使用者。就在安裝前，可將面板132展開，以便形成最終的圓形前置過(guò)濾元件120。
E.套管件和夾持系統(tǒng)按照這里所述的原理構(gòu)造的較佳的過(guò)濾裝置24將具有固定和約束初級(jí)過(guò)濾元件30的套管件34。
通常，套管件34的作用是用來(lái)將初級(jí)過(guò)濾元件30固定在進(jìn)氣系統(tǒng)22里。較佳的套管件34也將前置過(guò)濾元件32固定在初級(jí)過(guò)濾元件30的上游。
參看圖7-9。一較佳的套管件34被用來(lái)固定初級(jí)過(guò)濾元件30。從圖7和8中可看到，套管件34較佳的是具有與初級(jí)過(guò)濾元件的橫截面配合的橫截面。在這里，初級(jí)過(guò)濾元件30具有一般的圓形橫截面；因此，較佳的套管件34具有一般的圓形橫截面。應(yīng)該知道，在其它的實(shí)施例里，初級(jí)過(guò)濾元件30也可具有不同形狀的橫截面。在這種情況下，套管件34將具有與過(guò)濾元件30的橫截面相配的橫截面。
從圖5中可看到，套管件34包括包括一環(huán)形壁150，它被彎曲而形成一環(huán)形環(huán)152。壁150具有從端部153(在這里，它與初級(jí)過(guò)濾元件30的出口表面42或第二端46是平齊的)到相對(duì)端部154延伸的長(zhǎng)度。套管件34較佳的是相對(duì)初級(jí)過(guò)濾元件30取向，以便延伸至初級(jí)過(guò)濾元件30的軸向長(zhǎng)度的至少30％。在許多傳統(tǒng)的裝置里，套管件34將延伸至大于初級(jí)過(guò)濾元件30的軸向長(zhǎng)度的50％。的確，在絕大多數(shù)較佳的裝置里，套管件34將延伸至初級(jí)過(guò)濾元件30的軸向長(zhǎng)度的至少全部(即，100％)長(zhǎng)度。在許多典型的應(yīng)用中，套管件34將具有至少10英寸(25.4厘米)、通常15-30英寸(38.1-76.2厘米)、在某些情況下不大于50英寸(127厘米)的半徑。
套管件34較佳的是構(gòu)成和布置成一密封系統(tǒng)，以便將初級(jí)過(guò)濾元件30固定在管板36上，而不允許非預(yù)定量的空氣繞過(guò)初級(jí)過(guò)濾元件30。在圖3、5和7-9所述的裝置里，套筒件34包括一密封件加壓凸緣160。凸緣160至少部分地、在大多數(shù)較佳實(shí)施例里是完全環(huán)繞著套筒件34的壁150。的確，在大多數(shù)較佳實(shí)施例里，凸緣160是用壁150擠壓而成的，并形成單一擠壓物151，然后，將其彎曲成與初級(jí)元件30的橫截面形狀相配的形狀。密封件加壓凸緣160作為止擋物支承密封件162，以便在凸緣160和管板36之間建立密封164。較佳的是，凸緣160從套管件34的壁150徑向延伸，并完全環(huán)繞著套管件34。凸緣160從壁150徑向延伸一個(gè)足以支承密封件162的距離。通常，這個(gè)距離將是至少0.1英寸(0.25厘米)，通常是0.25-2英寸(0.64-5.1厘米)，而在某些實(shí)施例里可延伸至不大于10英寸(25.4厘米)。
如上所述，較佳的是，凸緣160和套管件34的其余部分是用單片材料擠壓而成的。在許多應(yīng)用里，用塑料、諸如耐沖性聚苯乙烯擠壓出套管件34和凸緣160是非常方便的。擠壓成形后，帶有延伸凸緣160的壁150被切割至所需的長(zhǎng)度。帶有延伸凸緣160的壁150被彎曲成圓弧形狀，以便支承初級(jí)過(guò)濾元件30。這種彎曲可通過(guò)冷軋法實(shí)現(xiàn)。擠壓物151的端部166和168在這種情況下不連接在一起。
參看圖10。圖10顯示了帶有互相鄰接的端部166和168的壁150。在將擠壓物151的端部166和168推在一起前，將初級(jí)過(guò)濾元件30安裝在套管件34里。在某些用途里，初級(jí)過(guò)濾元件30具有涂覆在其外壁上的粘結(jié)劑；或者，粘結(jié)劑涂覆在壁150的內(nèi)表面上；或者，粘結(jié)劑同時(shí)涂覆在初級(jí)過(guò)濾元件30的外表面和壁150的內(nèi)表面上。然后，將初級(jí)過(guò)濾元件30安裝在由套管件34形成的孔170里。然后，一夾持裝置以互相相對(duì)的方式推壓端部166和168，使它們鄰接嚙合而形成接縫174。然后，將一補(bǔ)丁或保持夾172放置在接縫174上，在此最終形狀(在圖示的例子里，是一般的圓形)下固定套管件34。較佳的是，保持夾172是以永久的方式固定在套管件34上。例如，保持夾172可通過(guò)超聲波焊接固定在壁150上。
可以看到，保持夾172構(gòu)造成重疊在端部153和154之間的全部接縫174上。即，保持夾172具有與端部153平齊的端部176。保持夾具有與端部154平齊的端部178。保持夾172還具有在端部176和178之間的凸起180，該凸起180與凸緣160重疊并嚙合。凸起180的較佳形狀是具有與凸緣160嚙合的凹槽182。在圖10所示的實(shí)施例里，凸起180是U形。
參看圖5。可以看到凸緣160包括相對(duì)的第一和第二軸向側(cè)面190和192。軸向側(cè)面之一、在此是側(cè)面190支承密封件162。密封件162通常包括一圓形襯墊194。襯墊194較佳的是通過(guò)在襯墊194和凸緣160的側(cè)面190之間的粘結(jié)劑固定在凸緣160上。襯墊194位于凸緣160上，這樣，襯墊194完全限制了壁150和初級(jí)過(guò)濾元件30。
所示的裝置還包括一將套管件34夾緊在管板36上的系統(tǒng)。在圖3、5和6所示的實(shí)施例里，該夾緊系統(tǒng)包括多個(gè)擋器或夾子200。當(dāng)套管件34可操作地安裝在管板36上時(shí)，應(yīng)該有足夠的擋器或夾子200在凸緣160和管板36之間形成良好的緊貼的密封164。在圖3所示的實(shí)施例里，有4個(gè)夾子200。各夾子200沿凸緣160的外周徑向均勻間隔。在其它的實(shí)施例里，也可以有4個(gè)以上的夾子200，例如6-10個(gè)。在某些其它實(shí)施例里，可有少于4個(gè)的夾子200。
參看圖5和6。在圖5中，用剖視圖顯示了夾子200。各夾子200包括一控制桿202、一凸頭204和一平板206。平板206包括小孔208和210，以便接納一緊固件、諸如螺釘212，將夾子200固定在管板36上。
凸頭204在凸緣160上施加壓力和將密封件162壓在管板36上。控制桿202可有選擇地使凸頭204移向和移離管板36。例如，當(dāng)在管板36里安裝過(guò)濾裝置24時(shí)，可用人的拇指或手壓下控制桿202，使凸頭204沿離開管板36的方向移動(dòng)。這樣將允許系統(tǒng)安裝者以使凸緣160可位于凸頭204和管板36之間的方式安裝過(guò)濾裝置24。在其它的實(shí)施例里，夾子200可用手收緊，諸如使用蝶形螺母。
F.方法工作時(shí)，過(guò)濾裝置24以如下所述方式被使用。在系統(tǒng)20里被過(guò)濾的空氣沿箭頭23的方向進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)22?？諝馐紫攘鹘?jīng)前置過(guò)濾元件32?？諝庠谶M(jìn)口表面94處進(jìn)入，流經(jīng)介質(zhì)126，并通過(guò)出口表面96離開。前置過(guò)濾元件32從進(jìn)入空氣中除去較大的顆粒和碎片。接著，空氣進(jìn)入初級(jí)過(guò)濾元件30?？諝庠谶M(jìn)口表面40處進(jìn)入，流經(jīng)凹槽結(jié)構(gòu)50，并在出口表面42處離開。由此，空氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)28。
在一般的操作過(guò)程中，橫跨過(guò)濾裝置24的總壓力降約是0.6-1.6英寸(1.5-4.1厘米)水。這包括初級(jí)過(guò)濾元件30和前置過(guò)濾器32。通常，橫跨前置過(guò)濾器32的壓力降約是0.2-0.6英寸(0.51-1.5厘米)水，而橫跨初級(jí)過(guò)濾元件30的壓力降約是0.4-1英寸(1.02-2.54厘米)水。
工作一段時(shí)間后，應(yīng)該對(duì)過(guò)濾裝置24進(jìn)行保養(yǎng)。而前置過(guò)濾元件32可能比初級(jí)過(guò)濾元件30更需要保養(yǎng)(即，拆除和更換)。為了保養(yǎng)前置過(guò)濾元件32和120，在其褶92和124處抓住前置過(guò)濾元件32和120，并將其從套管件34中取出。這可通過(guò)抽拉與壁150的內(nèi)表面摩擦嚙合的前置過(guò)濾元件32和120進(jìn)行。然后可丟掉舊的前置過(guò)濾元件32和120。提供另一個(gè)新的前置過(guò)濾元件32和120。前置過(guò)濾元件120可是面板132的形狀；或者，前置過(guò)濾裝置32可是預(yù)制的圓形前置過(guò)濾器32的形狀。操作面板132使各褶124散開，而端部褶136與端部褶138連接。通常，端部褶136被夾在或連接在端部138上，形成圓形前置過(guò)濾元件120。然后，將新的前置過(guò)濾元件32和120安裝在套管件34里。這可通過(guò)對(duì)著壁150的內(nèi)表面徑向壓縮折疊的介質(zhì)的端部褶108進(jìn)行。這種摩擦嚙合有助于使前置過(guò)濾元件32和120固定不動(dòng)。應(yīng)該知道，系統(tǒng)20的壓力也有助于將前置過(guò)濾元件32和120固定在套管件34里。
不時(shí)，初級(jí)過(guò)濾元件30也需要保養(yǎng)。通常，這是在達(dá)到約3-4英寸(7.6-10.2厘米)水的壓力降之后進(jìn)行。為了保養(yǎng)初級(jí)過(guò)濾元件30，從管板36上卸下套管件34。這是通過(guò)破壞凸緣160和管板36之間的密封164進(jìn)行的。為了破壞密封164，各夾子200的各控制桿可能需要壓下，從而使凸頭204移離管板36。然后，沿著管板36形成的孔38使套管件34從管板36上軸向滑動(dòng)。
然后可隨套管件34一起丟掉初級(jí)過(guò)濾元件30。較佳的是，初級(jí)過(guò)濾元件和套管件34完全是由非金屬材料制成的，這樣，它們可容易地焚化。較佳的是，初級(jí)過(guò)濾元件30和套管件34至少是95％、最好至少是99％的非金屬。此外，初級(jí)過(guò)濾元件30可從套管件34里卸下，而套管件34可重新使用。
然后提供具有新的初級(jí)過(guò)濾元件30的新的套管件34。將安裝有初級(jí)過(guò)濾元件30的套管件34軸向放置在管板36的孔38里。通過(guò)壓下控制桿200操縱各夾子200，以便允許凸緣160放置在凸頭204和管板36的壁之間。將密封件162放置在凸緣160和管板36之間，以便建立密封164。然后可將前置過(guò)濾元件32和120放置在套管件34里。
上述的說(shuō)明、例子和數(shù)據(jù)提供了本發(fā)明的制造和使用的完整介紹。由此可設(shè)計(jì)本發(fā)明的許多實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)濾裝置，包括(a)第一過(guò)濾元件，它具有相對(duì)的第一端和第二端；在所述第一端和第二端之間的軸向長(zhǎng)度；以及形成一凹槽結(jié)構(gòu)的許多凹槽；(i)所述各凹槽具有靠近所述第一過(guò)濾元件第一端的第一端部，以及靠近所述第一過(guò)濾元件第二端的第二端部；(A)所述凹槽的選定的一組在所述第一端部處敞開而在所述第二端部處封閉；而所述凹槽選定的另一組在所述第一端部處封閉而在所述第二端部處敞開；(ii)所述凹槽結(jié)構(gòu)具有一中心芯子；(iii)所述第一過(guò)濾元件具有一非圓形的橫截面，該橫截面具有兩相對(duì)弧形端部，所述兩弧形端部由線段連接；(b)一環(huán)繞所述第一過(guò)濾元件的套管件；(i)所述套管件具有與所述第一過(guò)濾元件的橫截面相配的橫截面；(ii)所述套管件具有一壁，其長(zhǎng)度延伸大于所述第一過(guò)濾元件的軸向長(zhǎng)度的50％；(c)從所述套管件徑向延伸并完全環(huán)繞著所述套管件的一密封件加壓凸緣；(i)所述密封件加壓凸緣包括相對(duì)的第一和第二軸向表面；(ii)所述密封件加壓凸緣從所述套管件的所述壁徑向延伸至少2.5毫米(0.1英寸)的距離；以及(d)一密封件，它靠著所述密封件加壓凸緣的所述第一軸向表面而設(shè)置，從而在安裝于一過(guò)濾系統(tǒng)中時(shí)于所述密封件加壓凸緣和所述過(guò)濾系統(tǒng)之間形成密封；(i)所述密封件加壓凸緣作為止擋物支承所述密封件。
2.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾裝置，其特征在于，還包括(a)與所述第一過(guò)濾元件相鄰的第二過(guò)濾元件；所述第二過(guò)濾元件包括折疊的介質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的過(guò)濾裝置，其特征在于(a)所述第二過(guò)濾元件由所述套管件環(huán)繞。
4.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾裝置，其特征在于(a)所述套管件包括一環(huán)繞壁，所述環(huán)繞壁延伸所述第一過(guò)濾元件的所述軸向長(zhǎng)度的至少100％。
5.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾裝置，其特征在于(a)所述密封件加壓凸緣從所述套管件的所述壁徑向延伸6.4-50.8毫米(0.25-2英寸)的距離。
6.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾裝置，其特征在于(a)所述密封件包括一襯墊件。
7.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾裝置，其特征在于(a)所述密封件加壓凸緣和所述套管件是一單個(gè)的擠壓件。
8.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾裝置，其特征在于(a)所述密封件固定在所述密封件加壓凸緣上。
9.如權(quán)利要求8所述的過(guò)濾裝置，其特征在于，還包括(a)在所述密封件和所述密封件加壓凸緣之間的粘結(jié)劑。
10.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾裝置，其特征在于(a)所述所述第一過(guò)濾元件具有賽馬跑道形狀的橫截面。
全文摘要
一種過(guò)濾裝置包括第一過(guò)濾元件，第一過(guò)濾元件具有相對(duì)的第一端和第二端；在第一端和第二端之間延伸的軸向長(zhǎng)度；以及許多凹槽，形成一凹槽結(jié)構(gòu)。各凹槽具有靠近第一過(guò)濾元件第一端的第一端部，以及靠近第一過(guò)濾元件第二端的第二端部。凹槽中的選定的一組在第一端部處敞開，而在第二端部處封閉；凹槽中選定的另一組在第一端部處封閉，而在第二端部處敞開。凹槽結(jié)構(gòu)具有一中心芯子；第一過(guò)濾元件具有一非圓形的橫截面。一套管件環(huán)繞第一過(guò)濾元件。套管件具有一壁，其長(zhǎng)度延伸大于所述第一過(guò)濾元件的軸向長(zhǎng)度的50％。一密封件加壓凸緣完全環(huán)繞著套管件。一密封件靠著密封件加壓凸緣的第一軸向表面而設(shè)置。該過(guò)濾裝置特別適用于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F02C7/055GK1533821SQ200410030439
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2000年11月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月10日
發(fā)明者J·C·托卡爾, J·A·勒布朗, J C 托卡爾, 勒布朗 申請(qǐng)人:唐納森公司