填充充气室内部空间的空气过滤器组件的制作方法

本专利发明总体上涉及空气过滤器组件，特别地涉及一种与空气充气室相关联的过滤器组件。

背景技术：

用于诸如建筑业、矿业和农业的机器的供暖通风与空调(HVAC)系统具有用于将新鲜空气按线路送入到HVAC系统中的新鲜空气入口充气室。该充气室通常具有设置为延伸跨过充气室前部的面板过滤器。通常，面板过滤器由对于空气流半渗透的过滤介质制成，在除去污物的同时允许空气通过。因此，用于新鲜空气充气室的面板过滤器有助于防止污物(诸如污垢、灰尘和/或来自空气中的其它微细固体)被吸入到HVAC系统中。过滤介质可包括由互补成形的外壳保持就位的打褶的纸层，该互补成形的外壳还可用于帮助将过滤器保持就位于充气室的前部。

随着时间的推移，污垢和其它污物将在过滤介质上聚集，从而堵塞新鲜空气过滤器并阻止或防止进入的空气通过空气清洁器装置并进入空气入口充气室内。因此，有必要定期利用新过滤器来代替新鲜空气过滤器或者将过滤器拆下清洗。机器通常具有各种不同类型的过滤器，这些过滤器都需要定期保养或更换。不幸的是，新鲜空气过滤器可能要求比其它机器过滤器(诸如与发动机空气、油和液压流体相关联的那些机器过滤器)更频繁地更换。如果机器必须单独保养来进行新鲜空气过滤器的更换，则停机时间会增加。

技术实现要素：

在一方面，本发明描述了一种与具有带有非线性构造的内部通道的充气室一起使用的空气过滤器组件。该空气过滤器组件包括支撑组件，该支撑组件具有可插入到充气室内部通道中的颈部和安装面。过滤器组件进一步包括空气过滤器，该空气过滤器包括用于支撑过滤介质的过滤器框架。过滤器框架具有围绕过滤器入口侧的周边延伸的环形安装凸缘。该环形安装凸缘被构造为能够释放地连接于支撑组件的安装面。过滤器的出口侧包括多个平面截面，其相对于彼此以非90度的角度延伸并被构造为与充气室的内部通道互补。

在另一方面，本发明描述了一种空气处理系统，其包括具有带有非线性构造的内部通道的充气室和连接于该充气室入口开口的空气过滤器组件。该空气过滤器组件包括支撑组件，该支撑组件包括可插入到充气室内的内部通道中的颈部和安装面。空气过滤器组件进一步包括空气过滤器，该空气过滤器包括用于支撑过滤介质的过滤器框架。过滤器框架具有围绕过滤器的入口侧的周边延伸的环形安装凸缘。环形安装凸缘被构造为能够释放地连接于支撑组件的安装面。过滤器的出口侧包括多个平面截面，其相对于彼此以非90度的角度延伸并被构造为与充气室的内部通道互补。

在又一方面，本发明描述了一种空气过滤器，其包括打褶的过滤介质和支撑过滤介质的过滤器框架。过滤器框架具有围绕过滤器入口侧的周边延伸的环形安装凸缘。安装凸缘包括与安装凸缘的第一边缘相邻的多个安装孔以及与和第一边缘相对的第二边缘相邻的多个安装钩。过滤介质的出口侧包括垂直于由过滤介质的入口侧限定的平面而延伸的第一平面截面，与第一截面相交并相对于第一截面以非90度的角度延伸的第二截面，以及与第二截面相交并相对于第二截面以非90度的角度延伸的第三截面。第三截面平行于由过滤介质入口侧限定的平面而延伸，且其表面积小于过滤介质入口侧的表面积。

附图说明

图1是根据本发明的空气过滤器组件的示意性前透视图。

图2是图1的空气过滤器组件的保持机构的示意性放大前透视细节图。

图3是图1的空气过滤器组件的示意性后透视图。

图4是图1的空气过滤器组件的过滤器的示意性后透视图。

图5是安装于空气充气室中的图1的空气过滤器组件的示意性侧视图。

图6是安装于空气充气室中的图1的空气过滤器组件的示意性后视图。

具体实施方式

本发明通常涉及一种与空气充气室一起使用的空气过滤器组件。特别参考图1，示出了过滤器组件10的示例性实施例。图1的空气过滤器组件10可构造为过滤来自环境中的空气，以用于要求清洁空气的应用中。例如，空气过滤器组件10可用于过滤供给机器的空气循环系统(例如供暖通风与空调(HVAC)系统)的新鲜空气的供气。HVAC系统可设置在旨在执行与诸如矿业、建筑业、农业、运输业或本领域已知的任何其它产业相关联的某种操作的机器上。例如，机器可以是诸如拖车台架和土方机器(诸如轮式装载机、挖掘机、自卸车、反铲、平地机、材料处理机等)的车辆。

虽然本发明的空气过滤器组件10的各个方面可以结合其在过滤供给机器HVAC系统的新鲜供气中的使用来描述，但是本发明并不限于该特定应用。相反地，本发明可应用于要求清洁空气源的任何应用中。

图5和图6中示出了用于可与图示的空气过滤器组件10一起使用的空气处理系统的示例性充气室12。图示的充气室12可构造为将新鲜空气引导或导入到HVAC系统中。在这方面，充气室12可从任何适合的源(例如，机器室内或外部空气)吸入新鲜空气。图示的充气室12包括多个侧壁14，多个侧壁14限定了与内部通道18连通的入口开口16，吸入充气室12中的空气可通过该内部通道18引导到，例如，HVAC系统中。如图5所最佳示出的，充气室的侧壁14可构造为使得充气室12的内部通道18具有非线性或轮廓的构造。特别地，可以构造充气室12的至少一个侧壁14来限定充气室12的内壁的一部分，其相对于由充气室入口开口16限定的平面以非垂直方式延伸。如图5和图6所示，充气室12可包括大致平直的入口截面20，在其下游方向接着中间截面22，在中间截面22中，充气室12的上侧壁14相对于入口截面20和充气室入口开口16的平面以非90度的角度延伸。由于这种构造，充气室12的中间截面22可与充气室出口截面24连通，充气室出口截面24可相对于充气室12的入口开口16和入口截面20横向偏移，如图5所示。

为了去除吸入充气室12并因此进入HVAC系统或其它关联应用的空气中的污物(诸如灰尘或其它细微颗粒)，空气过滤器组件10可设置于充气室12的入口开口16处，如图5所示。为了支撑过滤器并方便将空气过滤器组件10安装到充气室12的入口开口16处，空气过滤器组件10可包括支撑组件26，其可被构造为容纳并容许过滤器28，如图2所示。特别地，支撑组件26可包括限定了可通过其插入过滤器28的开口的环形外安装面30。安装面30可包括紧固件32(例如在环形安装面的每个角)，以方便将支撑组件26连接至将入口开口16环绕到充气室的结构。

如图3所示，支撑组件26可进一步包括环形台肩34，环形台肩34从邻近其内边缘的安装面30悬伸并在相对于安装面30(其也是相对于充气室12和过滤器组件10的下游方向)的轴向向内的方向上延伸。支撑组件26还可包括颈部36，颈部36从台肩34悬伸并且也在轴向向内或下游方向上延伸。当支撑组件26连接至充气室12时，台肩34抵靠充气室入口开口16的边缘，并且颈部36延伸到充气室12的内部通道18内并抵靠内壁。为了提高支撑组件26对充气室12的密封性，并因此确保吸入充气室12中的空气流过过滤器28，可以设置泡沫条来密封过滤器28与充气室12之间的任何泄漏路径。

空气过滤器组件10的过滤器28可包括由过滤器框架40支撑的过滤介质38。为了方便将过滤器28连接至支撑组件26，过滤器框架40可包括位于过滤器28的入口侧44的环形安装凸缘42，如图1所示。过滤器框架40的安装凸缘42可围绕过滤器的入口侧44的周边延伸，使过滤介质38基本上不受阻碍地位于过滤器28的入口侧的中心部分。为了将过滤器28连接至支撑组件26，从而连接至充气室12，过滤器框架40的安装凸缘42可包括一个或多个安装钩46，在从安装凸缘42的下边缘悬伸的图示实施例的情况下，钩46可与支撑组件26的安装面中的互补槽48能够释放地接合。槽48可构造有开口背部，该开口背部使得当过滤器28相对于支撑组件26的安装面30成一定角度时安装钩46能够首先与槽48接合。一旦钩部46插入到槽48中，过滤器28就可枢转成与支撑组件26的安装面30接合。

如图2所示，在安装凸缘42的上边缘处，可以设置具有多个(在这种情况下为一对)安装孔52的向上延伸部50。为了方便将过滤器28的上边缘连接至支撑组件26，安装孔52中的每一个可构造为与对应的一对弹簧片54能够释放地接合，弹簧片54设置为邻近支撑组件26的安装面30的上边缘。每对弹簧片54可从支撑组件26的安装面30向外延伸，并且构造为使得当它们通过过滤器框架40的安装凸缘42上的对应的孔52插入时，其可在向内方向上朝向彼此弹性地偏转。为了辅助该偏转，每个弹簧片54可具有倾斜部56，倾斜部56与安装孔52的边缘接合，并产生使弹簧突54向内朝向彼此的凸轮作用。一旦片54的倾斜部56通过对应的安装孔52完全插入，弹簧片54回弹到它们的初始位置，以使每个片54上的锁定凸沿58与过滤器框架安装凸缘42的外表面接合，从而将过滤器28的上边缘锁定至支撑组件26。在这个位置中，过滤器28的下边缘通过捕获在支撑组件26的对应槽48中的过滤器框架40的安装钩46固定至支撑组件26。虽然结合用于将过滤器28保持在支撑组件26和充气室12上的特定装置描述了空气过滤器组件10，应理解的是，也可以使用其它装置。

与延伸跨过开口进入充气室的面板过滤器相比，为了向过滤器28提供用于去除污物的附加表面积，过滤器28可构造为使得过滤器的出口侧60以与充气室12的内部通道18的构造互补的方式形成轮廓。例如，如图1所示，过滤器的入口侧44(初始将空气吸入过滤器中的一侧)可构造为主要在由过滤材料的褶皱尖端限定的单个平面中延伸。空气过滤器的出口侧60(空气可通过其离开过滤器的一侧)可具有由以非90度的角度彼此相交的多个平面出口侧截面限定的轮廓。由于这种构造，过滤器28的横截面积随着其从入口侧44延伸至出口侧60而减小。

如图3和图4所示，这些出口侧截面可包括垂直于由过滤器28的入口侧44限定的平面而延伸的上部第一截面62。出口侧截面可进一步包括以非90度的角度延伸离开上部第一截面62的成角度的第二截面64(例如，如在平面相交线周围测量的第一截面62和第二截面64所延伸的相应平面之间的角度不是90度)。在图示的实施例中，成角度的第二截面64与充气室12的成角度的中间截面22以互补方式向下成角度。纵观成角度的第二截面64，过滤器28的横截面积随着第二截面64在下游方向(即从过滤器入口侧开始朝向出口侧的方向)上延伸而连续减小。出口侧的第三截面66可与第二截面64以非90度的角度相交(例如，如在平面相交线周围测量的第二截面64和第三截面66所延伸的相应平面之间的角度不是90度)，第三截面66也平行于由过滤器28的入口侧44限定的平面而延伸。出口侧的下部第四截面68可在第三截面66与入口侧44之间延伸并相对于第三截面66和入口侧44垂直延伸。在图示的实施例中，过滤器28的出口侧60的第三截面66的表面积小于过滤器28的入口侧44的表面积。此外，上部第一截面62的表面积可小于成角度的第二截面64和第三截面66的表面积。

如图3和图4所示，过滤器框架40可包括延伸超过并支撑过滤介质38的横向侧的横向侧面板70，其可相对于过滤器28的入口侧44垂直延伸。此外，过滤器框架40可构造为使得出口侧60的第一截面62、第二截面64、第三截面66和第四截面68是基本开口的，使得空气可以离开过滤介质38并进入充气室12中。为了实现该目的，过滤器框架40可不具有延伸超过那些出口侧截面的任何结构，或者其可具有基本开口的笼状结构，该笼状结构在仍然对流出过滤介质38的空气流造成最小阻碍的同时向过滤介质38提供支撑。

过滤介质38可由空气或气体可渗透的材料制成，例如，包括纸浆的纸基材料、纤维素材料、纺丝聚酯纤维、有机或玻璃纤维、烧结材料或其它过滤材料。另外，过滤介质38可以组装成一层或多层片状层，其可像通常对过滤材料所做的那样折叠成多个纵向褶72。多个褶72可以大体上彼此平行且相邻，并且在褶的褶曲内设置通道或凹槽，方便空气穿过过滤介质38。过滤介质38可设置为使得褶72通常在过滤器28的入口侧与出口侧60的第二截面64和第三截面66之间延伸(反之亦然)。

典型的过滤介质通常不容易弯曲成过滤器的出口侧以与充气室的内部构造互补的方式形成轮廓的形状。然而，可以使用曼胡默尔的VarioPleat过滤介质，因为这种过滤介质提供了可变褶高的使用，其允许大的褶高阶梯以及平滑过渡，其中褶高连续增加或减小，从而使得过滤器能够具有阶梯式或成角度的构造。

工业实用性

本发明适用于涉及对吸入具有非线性构造的充气室中的空气进行过滤的任意应用。如先前所指出的，本发明的空气过滤器组件10的一个示例性应用是对吸入机器HVAC系统的新鲜空气入口充气室中的空气进行过滤。过滤器出口侧的轮廓与充气室的内部构造互补，使得过滤器能够利用充气室内先前未使用的空间。此外，与在这些应用中先前使用的面板过滤器相比，所公开的过滤器的构造增加了过滤介质的表面积。该增加的表面积可延长过滤器的使用寿命并使得其常规保养间隔与其它机器过滤器相同。因此，所公开的过滤器组件10可通过消除对空气过滤器的单独保养停用的需要而缩短停机时间。

应当了解的是，以上描述提供了所公开的系统和技术的实例。然而，可以预见的是，本发明的其它实施方式可在细节上不同于以上实例。对本发明或其实例的所有引用旨在参照对该点进行讨论的特定实例，且并不旨在暗示对本发明更通常涉及的范围的任何限制。除非另有说明，否则关于特定特征的区别及贬低的所有语言均旨在表示那些特征并不是优选的，而不是将这些特征完全排除在本发明的范围之外。

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