径向密封的空气过滤器的制作方法

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2017年7月20日提交的美国临时专利申请第62/535,068号的优先权的权益，并且该美国临时专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。

本申请涉及用于过滤内燃发动机系统或类似物中的流体的过滤器元件。

背景

内燃发动机通常燃烧燃料(例如，汽油、柴油、天然气等)和空气的混合物。在进入发动机之前，进入的空气通常通过过滤系统从进入的空气除去污染物(例如，灰尘、水、油等)。过滤系统包括具有过滤器介质(filtermedia)的过滤器元件。当空气通过过滤器元件的过滤器介质时，过滤器介质去除空气中的至少一部分污染物，从而防止不想要的污染物进入内燃发动机。在某些情况下，在维修操作过程中，未经授权或非正品的替换过滤器元件可能会被安装到过滤系统中。未经授权和非正品的替换过滤器元件的质量可能不如正品的、经授权的过滤器元件。因此，使用未经授权或非正品的替换过滤器元件可能会由于允许污染物通过过滤器元件而导致对发动机的损坏。

过滤器元件通常包括密封构件，该密封构件被压靠在过滤系统壳体的部件或过滤系统的另一部分上。密封构件在过滤系统壳体和过滤器元件之间形成密封部，从而防止流体绕过过滤器元件(例如，空气绕过空气过滤器元件)。如果不正确的过滤器元件(即，未经授权或非正品的过滤器元件)被安装到过滤系统中，过滤器元件的密封构件可能不会形成正确的密封部，并且流体可能绕过过滤器元件，导致对下游部件的损坏。

概述

各示例性实施例涉及一种过滤系统。该过滤系统包括具有第一壳体端和第二壳体端的壳体。壳体在其中界定了中央隔室。壳体包括设置在第一壳体端上的第一对准部分(alignmentportion)。该过滤系统还包括定位在壳体的中央隔室内的过滤器元件。过滤器元件具有第一过滤器端和第二过滤器端。过滤器元件包括过滤器介质和设置在第一过滤器端上的第二对准部分。第二对准部分与第一对准部分互补。过滤器元件安装在壳体内使得第一对准表面和第二对准表面对准，以提供过滤器元件和壳体之间的径向密封部的接合(engagementofaradialseal)。

另一示例性实施例涉及过滤器元件。过滤器元件被配置成定位在壳体的中央隔室内。过滤器元件具有第一过滤器端和第二过滤器端。过滤器元件包括过滤器介质和设置在第一过滤器端上的第一对准部分。第一对准部分与壳体上的第二对准部分互补。过滤器元件安装在壳体内使得第一对准表面和第二对准表面对准，从而提供过滤器元件和壳体之间的径向密封部的接合。

另一个示例性实施例涉及一种过滤系统。过滤系统包括具有第一壳体端和第二壳体端的壳体。壳体在其中界定了中央隔室。壳体包括设置在第一壳体端上的第一对准部分。第一对准部分包括具有第一高度的第一表面，第一高度沿z方向变化。z方向垂直于x-y平面。x-y平面垂直于壳体的中心轴线。过滤器元件定位在壳体的中央隔室内。过滤器元件具有第一过滤器端和第二过滤器端。过滤器元件包括过滤器介质和设置在第一过滤器端上的第二对准部分。第二对准部分包括具有第二高度的第二表面，第二高度在z方向上变化。过滤器元件安装在壳体内使得第二表面和第一对准部分的第一表面对准，从而提供过滤器元件和壳体之间的径向密封部的接合。

从根据结合附图进行的以下的详细描述，这些和其他的特征连同其组织和操作的方式将变得明显，其中在所有的下文描述的若干个附图中，相似的元件具有相似的标记。

附图简述

图1a示出了根据示例性实施例的过滤器元件的透视图。

图1b示出了与图1a中的过滤器元件互补的壳体的透视图。

图1c示出了过滤系统的截面侧视图，该过滤系统包括图1a中的过滤器元件和图1b中的壳体。

图2示出了图1c中的过滤系统的径向密封表面的截面透视图。

图3a示出了根据另外的示例性实施例的过滤器元件的透视图。

图3b示出了与图3a中的过滤器元件互补的壳体的截面透视图。

图3c示出了过滤系统的截面分解图，该过滤系统包括图3a中的过滤器元件和图3b中的壳体。

图3d示出了过滤系统的截面侧视图，该过滤系统包括图3a中的过滤器元件和图3b中的壳体。

图4a示出了根据又一示例性实施例的过滤器元件的透视图。

图4b示出了与图4a中的过滤器元件互补的壳体的透视图。

图4c示出了过滤系统的截面侧视图，该过滤系统包括图4a中的过滤器元件和图4b中的壳体。

图5a示出了根据又一示例性实施例的过滤器元件的透视图。

图5b示出了与图5a中的过滤器元件互补的壳体的透视图。

图5c示出了过滤系统的透视图，该过滤系统包括图5a中的过滤器元件和图5b中的壳体。

图5d示出了图5c中的过滤系统的一部分的截面透视图。

图6a示出了根据又一示例性实施例的过滤器元件的透视图。

图6b示出了与图6a中的过滤器元件互补的壳体的透视图。

图6c示出了过滤系统的透视图，该过滤系统包括图6a中的过滤器元件和图6b中的壳体。

图6d示出了图6c中的过滤系统的一部分的截面透视图。

图7a示出了根据另外的示例性实施例的过滤系统的透视图。

图7b示出了图7a中的过滤系统的截面透视图。

图8a示出了根据另外的示例性实施例的包括键接中心管接口(keyedcentertubeinterface)的过滤系统的透视图。

图8b示出了根据另外的示例性实施例的包括中心管接口的过滤系统的透视图。

图9a示出了根据示例性实施例的过滤系统的截面侧视图，该过滤系统包括中央密封肋。

图9b示出了图9a所示壳体的透视图。

图9c示出了根据另一示例性实施例的过滤系统的截面侧视图，该过滤系统包括中央密封肋。

详细描述

总体上参考附图，描述了一种过滤系统，该过滤系统具有设置在过滤器元件和壳体上的基本上横向的平面(planar)(例如，垂直于过滤器元件的轴向中心轴线)部分和对准部分两者。如本文所使用的，术语“对准部分”或“对准表面”指的是相对于中心轴线成角度的，拱形的、设定轮廓的(contoured)，包括多个相交的横向平面子部分、非横向平面子部分和/或不垂直于中心轴线子部分等的表面。换句话说，对准部分包括相对于x-y平面在z方向上具有不同高度的一个或多个表面，其中x-y平面垂直于壳体和/或过滤器元件的中心轴线。通常，过滤器元件安装在壳体内导致对准表面对准，这为过滤器元件和壳体壁之间的径向密封部的接合提供了足够的行程(travel)。具有一个或更多个对准部分的过滤器元件和具有互补对准部分的壳体的变型被描述。因此，过滤器元件和壳体中心之间的径向密封部将在z方向上变化(其中x-y平面垂直于过滤器元件和/或壳体的中心轴线)。当具有平坦的轴向密封构件的未经授权的替换过滤器元件安装在壳体中时，壳体和过滤器元件的对准表面阻止了正确的过滤系统功能和密封。如将理解的，过滤系统的变型可以包括过滤器元件或壳体(例如，过滤器壳体)的任一端部被打开或关闭；过滤器元件或壳体的任一端部是对准部分；并且过滤器元件或壳体的任一端部彼此不平行。

参考图1a，示出了根据示例性实施例的过滤器元件102的透视图。过滤器元件102包括设置在第一端帽106和第二端帽110之间的过滤器介质108。如图1a所示，第一端帽106设置在过滤器元件102的底端，而第二端帽110设置在过滤器元件102的顶端。可替代地，在一些实施例中，第一端帽106设置在过滤器元件102的顶端，而第二端帽110设置在过滤器元件102的底端。如图1a所示，第一端帽106包括基本垂直于过滤器元件102的中心轴线的基本上横向的平坦表面和对准部分(例如，对准表面、突起等)104(其呈设定轮廓的表面的形式)，该对准部分在垂直于中心轴线的方向上被挤制，使得该表面的一部分处于垂直于中心轴线的方向上，以及该表面的一部分(例如，凹入方向)在平行于过滤器元件102的中心轴线的方向上。如图1a所示，对准部分104是凹陷表面。在一些实施例中，对准部分104可以是突出表面的形式。如将理解的，当第一端帽106和对准部分104与具有互补对准部分的壳体对准时，它为过滤器元件102和壳体壁的中心之间的径向密封部的接合提供足够的行程。在一些布置中，径向密封部围绕过滤器壳体壁的沿竖直轴线的中心和过滤器元件102的接合位置形成。

虽然过滤器介质108被示出为布置成具有圆形横截面形状的圆柱形过滤器块，但是过滤器介质108可以被布置成其他形状(例如跑道形状或椭圆形状)。过滤器介质108可以包括，例如，布置在面板或褶皱块中的褶皱过滤器介质108；布置在面板、块、圆筒等中的波纹过滤器介质(通常称为褶皱过滤器介质108)；其他布置。

在一组实施例中，过滤器介质108通常由过滤器介质108的平坦的片材和过滤器介质108的成形的片材形成。该成形的片材包括由片材中的弯曲部和/或褶皱形成的多个波峰。多个波峰在该成形的片材和该平坦的片材之间形成四面体通道。凸起，例如波纹(dimples)，设置在由弯曲部和/或褶皱形成的波峰上。凸起有助于保持过滤器介质的相邻层之间的间隔(即，该成形的片材和该平坦的片材之间的间隔)，从而增加灰尘容纳容量(dustholdingcapacity)并降低类似地被配置成不具有凸起的过滤器介质上的压降。在一些布置中，过滤器介质108沿多个弯曲线打褶。弯曲线沿轴向方向轴向地延伸并且包括从上游入口轴向地朝下游出口延伸的第一组弯曲线和从下游出口轴向地朝向上游入口延伸的第二组弯曲线。

在一些布置中，过滤器介质108包括多个入口四面体流动通道和多个出口四面体流动通道。入口四面体融合在过滤材料的中央部分，从而允许在空气穿过过滤器介质之前，空气在入口四面体通道之间轴向交叉流动(axialcross-flow)。这种布置在介质的上游侧提供了额外的灰尘承载，这增加了过滤容量。美国专利第8,397,920号进一步描述了这种四面体过滤器介质的具体布置。在替代布置中，流动通道包括在上游端和下游端交替密封的凹槽。

过滤器元件102基本上是刚性的，使得过滤器元件102的形状在安装和使用期间基本上保持不变。刚性可以通过使用框架(例如，硬质氨基甲酸乙酯框架、注射成型框架、热成型框架、旋转成型框架、3d打印框架、冲压金属框架等)或加强构件(例如，打褶稳定护条(pleatingstabilizationbeads)、喷洒诸如elastocast55090、聚氨酯等的硬化剂)来实现。

参考图1b，示出了根据示例性实施例的与图1a的过滤器元件102互补的壳体120的透视图。壳体120包括形成在壳体120中的互补对准部分122、入口管124、出口管126、第一壳体端128和第二壳体端129。对准部分122是与过滤器元件102的对准部分104互补的表面。如图1b所示，呈设定轮廓的表面形式的对准部分122突出成与过滤器元件102的对准部分104的凹陷表面互补。单个对准部分122用作键接特征，使得过滤器元件102只能在一个定向上安装。在一些实施例中，对准部分122可以是凹陷表面的形式，并且由于是设定轮廓的表面而在高度上有变化。对准部分122可以是半球形、圆柱形、斜圆柱形或其他大致相似的形状。

如图1b所示，壳体120包括集成的90°入口管124。壳体120还包括流体地连接到第一壳体端(例如，底端)128的集成的90°出口管126。出口管126突出到圆柱形壳体120的内部容积中，并且形成在第一壳体端128中的对准部分122的轮廓与出口管126的外形相匹配。虽然壳体120被示出为布置成具有圆形横截面形状的圆柱形壳体，但是壳体120可以布置成其他形状以容纳过滤器元件102。第二壳体端(例如，顶端)129被构造成接收盖(未示出)，以将过滤器元件102封装在壳体120内。在一些布置中，盖密封地接合过滤器元件102的第二端帽110和/或密封地接合壳体120。

参照图1c，示出了根据示例性实施例的过滤系统的截面侧视图，该过滤系统包括图1a中的过滤器元件和图1b中的壳体。当过滤系统100处于组装状态时，过滤器元件102定位于壳体120的中央隔室内。壳体盖130将过滤器元件102封装在壳体120内。在一些布置中，壳体盖130可以与过滤器元件102的第二端帽110和壳体120的第二壳体端129密封地接合。在一些布置中，密封构件接触壳体的第二壳体端129，使得当顶部壳体盖130固定到壳体120时，密封构件被压缩在壳体120和顶部壳体盖130之间。

如图1c所示，过滤器元件102的对准部分104和壳体120的对准部分122被构造成使得具有基本上横向的平坦底表面(或非互补对准部分)的未经授权的过滤器不能定位成与设置在壳体120的底表面上的对准部分122齐平。如图1c所示，过滤器元件102和互补壳体120对准，以为过滤器元件102和壳体120之间的径向密封部的接合提供足够的行程。具体地，通过将过滤器元件102设置在壳体120的第一壳体端128中，过滤器元件102的对准部分104和壳体120的对准部分122对准以密封。如将理解的，特定对准部分104、122的接合使得在不使用与壳体匹配的过滤器的情况下，即便不是不可能，也很难径向或轴向密封。虽然过滤器元件102的对准部分104和壳体120的对准部分122被示出为对准并接合，但是在一些布置中，过滤器元件102的对准部分104和壳体120的对准部分122只需要对准而不接合(例如，可能存在间隙)，以提供过滤器元件102和壳体120之间的径向密封部的接合。

通常，当过滤系统100被组装时，过滤系统100过滤空气并将过滤后的空气提供给装置，例如内燃发动机。过滤系统100通过入口管124接收待过滤的空气。空气从入口管124进入壳体120，并通过过滤器元件102的过滤器介质108。当空气通过过滤器介质108时，过滤器介质108去除包含在空气中的污染物(例如，污垢、灰尘、水分等)。第一端帽106和壳体120的对准部分122的对准为过滤器元件102和壳体120之间的径向密封部的接合提供了足够的行程。在一些布置中，径向密封部的接合发生在过滤器元件102的内径和壳体120之间。在其他布置中，径向密封部的接合发生在过滤器元件102的外径和壳体120之间。径向密封部确保通过过滤器元件102的中心的过滤后的空气流出该出口管126。当过滤器元件102过滤空气时，过滤器介质108捕获污染物。因此，当过滤器介质108达到容量时，过滤器元件102需要定期更换。

参考图2，示出了图1c中的过滤系统100的径向密封表面的截面透视图。如图2所示，过滤器元件102和互补壳体120的接合形成径向密封部202。与壳体120接合以形成径向密封部202的过滤器元件102包括柔性材料，例如氨基甲酸乙酯，并且被配置成压靠壳体120以形成抵靠的径向密封表面202。壳体120的对准部分122和过滤器元件102的对准部分104对准，以形成该成角度的内部密封壁204。如本文所使用的，术语“成角度的”是指相对于基本上垂直于过滤器元件102的中心轴线的横向平面成角度的表面。过滤器元件102的对准部分104遵循壳体120的对准部分122的轮廓，以形成该成角度的内部密封壁204。因此，成角度的内部密封壁204使得成角度的内部密封壁204的一侧高于成角度的内部密封壁204的另一侧。由成角度的内部密封部的侧面高度差引起的高度间隙206阻止了过滤器元件102和互补壳体120的轴向密封。如图2所示，当正确密封时，空气将流动210通过过滤器元件102并流出壳体的出口管126。在一些实施例中，对准部分的接合提供了过滤器元件102和第一壳体端128之间的轴向密封部。

参考图3a，示出了根据又一示例性实施例的过滤器元件302的透视图。过滤器元件302类似于过滤器元件102。过滤器元件302和过滤器元件102之间的差异在于过滤器元件302的对准部分的布置。因此，相同的编号用于表示过滤器元件302和过滤器元件102之间的相同部件。第一端帽106包括基本上垂直于过滤器元件102的中心轴线的基本上横向的平坦表面和两个对准部分(例如，对准表面、突起等)304、306，该对准部分为相对于出口管126的中心轴线基本上弯曲的设定轮廓的表面的形式。如图3a所示，过滤器元件302的对准部分的布置是在第一端帽106上彼此相对设置的第一对准部分304和第二对准部分306。换句话说，过滤器元件302在过滤器元件302的第一端帽106的相对侧的位置包括匹配的设定轮廓的表面。如将理解的，第一端帽106和对准部分304、306与具有互补对准部分的壳体对准，以为过滤器元件302和壳体320之间的径向密封部的接合提供足够的行程。如图3a所示，对准部分304、306是凹陷弯曲表面。在一些实施例中，对准部分304、306可以是突出弯曲表面的形式。

过滤器元件302还包括第二端帽110和过滤器介质108。虽然过滤器介质被示出为布置成具有圆形横截面形状的圆柱形过滤器块，但是过滤器介质108可以被布置为其他形状。过滤器元件302基本上是刚性的，使得过滤器元件302的形状被保持。刚性可以通过使用框架(例如，硬质氨基甲酸乙酯框架、注射成型框架、热成型框架、旋转成型框架、3d打印框架、冲压金属框架等)或加强构件(例如，打褶稳定护条、喷洒诸如elastocast55090、聚氨酯等硬化剂)来实现。

参考图3b，示出了与图3a中的过滤器元件302互补的壳体320的透视图。壳体320类似于壳体120。壳体320和壳体120之间的区别在于壳体320的对准部分的布置。因此，相同的编号用于表示壳体320和壳体120之间的相同部件。如图3b所示，壳体320包括形成在壳体320中的第一对准部分322、形成在壳体320中的第二对准部分326、出口管126和第一壳体端128。第一对准部分322是与过滤器元件302的第一对准部分304互补的表面。第二对准部分326是与过滤器元件302的第二对准部分326互补的表面。第一对准部分322和第二对准部分326是设定轮廓的表面的形式，该设定轮廓的表面突出成与过滤器元件302的第一对准部分304和第二对准部分306的凹陷表面互补。如将理解的，第一对准部分304、322可与第二对准部分306、326互换，使得过滤器元件302只能在两个定向上安装。

在一些实施例中，第一对准部分322和第二对准部分326中的一个或两个可以是凹陷表面的形式，并且由于是设定轮廓的表面而在高度上变化。如图3b所示，壳体320包括集成的90°出口管126。出口管126突出到圆柱形壳体320的内部容积中，并且第一壳体端128的外形与出口管126和第一对准部分322以及第二对准部分326的轮廓的外形相匹配。虽然壳体320被示出为布置成具有圆形横截面形状的圆柱形壳体，但是壳体320可以布置成其他形状以容纳过滤器元件302。壳体包括第二壳体端(未示出)，其被构造成接收盖(未示出)，以将过滤器元件302封装在壳体320内。在一些布置中，盖可以密封地接合过滤器元件302的第二端帽。

参考图3c，示出了根据示例性实施例的过滤系统300的截面分解图。过滤系统300包括图3a的过滤器元件302、图3b的壳体320和壳体盖130。在一些布置中，壳体盖130被构造成密封地接合过滤器元件102的第二端帽110。

参考图3d，示出了组装后的过滤系统300的截面侧视图。当过滤系统300处于组装状态时，过滤器元件302定位于壳体320的中央隔室内。壳体盖130将过滤器元件302封装在壳体320内。在一些布置中，壳体盖130可以密封地接合过滤器元件302的第二端帽110和壳体120的第二壳体端129。如图3d所示，壳体盖130是封闭式端帽，然而，在其他实施例中，壳体盖130是开放式端帽。在一些布置中，密封构件接触壳体的第二壳体端129，使得当顶部壳体盖130固定到壳体320时，密封构件在壳体320和顶部壳体盖130之间被压缩以形成密封部。在另一种布置中，壳体盖130包括圆柱形壁，该圆柱形壁突出到过滤器元件302的中心，以在过滤器元件302的第二端帽110的内径上形成径向密封部。在一些布置中，径向密封部围绕过滤器壳体壁320的沿竖直轴线的中心和过滤器元件302的接合位置形成。

如图3d所示，壳体320的第一对准部分322和第二对准部分326是设定轮廓的表面的形式，该设定轮廓的表面突出成与过滤器元件302的第一对准部分304和第二对准部分306的凹陷表面互补。如图3d所示，过滤器元件302和互补壳体320的第一壳体端128对准，以为过滤器元件302和壳体320之间的径向密封部的接合提供足够的行程。具体地，通过将过滤器元件302设置在第一壳体端128中，壳体320的第一对准部分322和第二对准部分326以及过滤器元件302的第一对准部分304和第二对准部分306的互补凹陷表面对准，以向过滤器元件302和壳体320之间的径向密封部的接合提供足够的行程。如将理解的，特定对准部分304、306和322、326的对准使得在不使用与壳体320匹配的过滤器的情况下，即便不是不可能，也很难径向或轴向密封。虽然过滤器元件302的对准部分304和壳体320的对准部分322被示出为对准并接合，但是在一些布置中，过滤器元件302的对准部分304和壳体320的对准部分322只需要对准而不接合(例如，可能存在间隙)，以提供过滤器元件302和壳体320之间的径向密封部的接合。

参考图4a，示出了根据另一示例性实施例的过滤器元件402的透视图。过滤器元件402类似于过滤器元件102。过滤器元件402和过滤器元件102之间的差异在于过滤器元件402的对准部分的布置。因此，相同的编号用于表示过滤器元件402和过滤器元件102之间的相同部件。如图4a所示，过滤器元件402的对准部分404的布置包括形成在第一端帽106上的多个(例如，四个)螺旋入口。过滤器元件402的螺旋入口对准部分404相对于基本上横向平坦的表面具有变化的高度，该基本上横向平坦的表面基本上垂直于过滤器元件102的中心轴线。换句话说，对准部分404具有交替的突起，这些突起增高至峰并降低到过滤器元件102的第一端帽106的平坦的、基本上横向的平面部分中。每个螺旋入口对准部分404在过滤器元件402的第一端帽106的相对侧的位置处具有匹配的设定轮廓的表面。如将理解的，第一端帽106和对准部分404与具有互补对准部分的壳体对准，以为过滤器元件402和壳体之间的径向密封部的接合提供足够的行程。

过滤器元件402还包括第二端帽110和过滤器介质108。虽然过滤器介质被示出为布置成具有圆形横截面形状的圆柱形过滤器块，但是过滤器介质108可以被布置为其他形状。过滤器元件402基本上是刚性的，使得过滤器元件402的形状被保持。刚性可以通过使用框架(例如，硬质氨基甲酸乙酯框架、注射成型框架、热成型框架、旋转成型框架、3d打印框架、冲压金属框架等)或加强构件(例如，打褶稳定护条、喷洒诸如elastocast55090、聚氨酯等硬化剂)来实现。

参考图4b，示出了与图4a的过滤器元件402互补的壳体420的透视图。壳体420类似于壳体120。壳体420和类似壳体120之间的区别在于，设置多个(例如四个)螺旋入口作为壳体420的对准部分424。因此，相同的编号用于表示壳体420和壳体120之间的相同部件。如图4b所示，壳体420包括对准部分424、入口管124、出口管126、第一壳体端128和第二壳体端129。壳体420的螺旋入口对准部分424是与过滤器元件402的螺旋入口对准部分404互补的表面。如将理解的，壳体的螺旋入口对准部分424可与过滤器元件402的四个螺旋入口对准部分404是可互换的，使得过滤器元件402仅能在四个定向上安装。

出口管126突出到圆柱形壳体420的内部容积中，并且第一壳体端128的外形与出口管126和螺旋入口对准部分424的轮廓的外形相匹配。虽然壳体420被示出为布置成具有圆形横截面形状的圆柱形壳体，但是壳体420可以布置成其他形状以容纳过滤器元件402。另外，螺旋入口对准部分424的匹配表面(例如斜坡)特征可以改善切向预清洁。

参考图4c，示出了过滤系统400的截面侧视图。过滤系统400包括图4a中的过滤器元件402、图4b的壳体420和壳体盖130。当过滤系统400处于组装状态时，过滤器元件402定位于壳体420的中央隔室中。在一些布置中，壳体盖130与过滤器元件402的第二端帽110和壳体420的第二壳体端129密封接合。如图4c所示，壳体盖130是封闭式端帽，然而，在其他实施例中，壳体盖130是开放式端帽。在一些布置中，密封构件接触壳体的第二壳体端129，使得当顶部壳体盖130固定到壳体420时，密封构件在壳体420和顶部壳体盖130之间被压缩以形成密封部。

如图4c所示，壳体420的螺旋入口对准部分424是多个设定轮廓的表面的形式，这些设定轮廓的表面突出和凹陷成与过滤器元件402的四个螺旋入口对准部分404的凸起表面和凹陷表面互补。如图4c所示，过滤器元件402的螺旋入口对准部分404和壳体420的互补螺旋入口对准部分424对准，以便为过滤器元件402和壳体420之间的径向密封部的接合提供足够的行程。如将理解的，对准部分404和424的对准使得在不使用与壳体匹配的过滤器的情况下，即便不是不可能，也很难径向或轴向密封。虽然过滤器元件402的对准部分404和壳体420的对准部分422被示出为对准并接合，但是在一些布置中，过滤器元件402的对准部分404和壳体420的对准部分422只需要对准而不接合(例如，可能存在间隙)，以提供过滤器元件402和壳体420之间的径向密封部的接合。在一些布置中，径向密封部形成在过滤器壳体420的壁的沿竖直轴线的中心和过滤器元件402的接合位置。

参考图5a，示出了根据另一示例性实施例的过滤器元件502的透视图。过滤器元件502类似于过滤器元件102。过滤器元件502和过滤器元件102之间的区别在于对准部分的布置和过滤器元件502上的设置。因此，相同的编号用于表示过滤器元件502和过滤器元件102之间的相同部件。如图5a所示，过滤器元件502的第二端帽110上的对准部分504的布置是基本成角度的表面，其不垂直于过滤器元件502的中心轴线。换句话说，过滤器元件502具有变化的成角度的高度，该成角度的高度沿着过滤器元件502的第二端帽110的水平平面增加。如将理解的，对准部分504的成角度的表面有助于互补壳体上的90°出口管。在一些实施例中，对准部分504设置在过滤器元件502的第一端帽106上。如将理解的，第二端帽110和对准部分504与壳体(该壳体具有互补对准部分)对准，以为过滤器元件502和壳体520之间的径向密封部的接合提供足够的行程。在一些布置中，径向密封部形成在过滤器壳体520的壁的沿竖直轴线的中心和过滤器元件502的接合位置。

过滤器元件502还包括第一端帽106和过滤器介质108。虽然过滤器介质被示出为布置成具有圆形横截面形状的圆柱形过滤器块，但是过滤器介质108可以被布置为其他形状。过滤器端帽上的氨基甲酸乙酯也成角度，使得更多的过滤器介质108在过滤器元件502的长边比短边暴露得更多，导致更多可用的过滤器介质108面积。因此，这种变型导致过滤器元件502的较低限制和较高的灰尘容量。过滤器元件502基本上是刚性的，使得过滤器元件502的形状被保持。刚性可以通过使用框架(例如，硬质氨基甲酸乙酯框架、注射成型框架、热成型框架、旋转成型框架、3d打印框架、冲压金属框架等)或加强构件(例如，打褶稳定护条、喷洒诸如elastocast55090、聚氨酯等硬化剂)来实现。

参考图5b，示出了与图5a中的过滤器元件502互补的壳体520的透视图。壳体520类似于壳体120。壳体520和类似壳体120之间的区别在于壳体520的对准部分524上的成角度的表面的布置。因此，相同的编号用于表示壳体520和壳体120之间的相同部件。如图5b所示，壳体520包括对准部分524、入口管124、出口管126、第一壳体端528和第二壳体端529。壳体520的成角度的对准部分524是与过滤器元件502的成角度的对准部分504互补的表面。如将理解的，成角度的对准部分524作为键接特征，使得过滤器元件502仅能在一个定向上安装。在一些实施例中，对准部分524可以是凹陷表面的形式，并且由于是设定轮廓的表面而在高度上有变化。

出口管126突出到圆柱形壳体520的内部容积中，并且第一壳体端528的外形与出口管126和成角度的对准部分524的轮廓的外形相匹配。形成在壳体520的第一壳体端528上的成角度的对准部分524距成角度的表面具有恒定的高度，使得壳体520的底部也相对于基本垂直于中心轴线的轴向表面成角度。另外，对准的表面——为过滤器元件502和壳体520之间的径向密封部的接合提供足够的行程——在基本平行于壳体520的中心轴线的方向上被挤制。虽然壳体520被示出为布置成具有圆形横截面形状的圆柱形壳体，但是壳体520可以布置成其他形状以容纳过滤器元件502。

参考图5c，示出了根据示例性实施例的组装过滤系统500的透视图。过滤系统500包括图5a中的过滤器元件502(未示出)、图5b中的壳体520和壳体盖530。当过滤系统500处于组装状态时，过滤器元件502定位于壳体520的中央隔室中。在一些布置中，壳体盖530与过滤器元件502的第一端帽106和壳体520的第二壳体端529密封地接合。如图5c所示，壳体盖530是封闭式端帽，然而，在其他实施例中，壳体盖530是开放式端帽。在一些布置中，密封构件接触壳体520的第二壳体端129，使得当顶部壳体盖530固定到壳体520时，密封构件在壳体520和顶部壳体盖530之间被压缩以形成密封部。

参考图5d，示出了图5c的过滤系统500的截面侧视图。过滤系统500包括图5a中的过滤器元件502、图5b中的壳体520和壳体盖530。当过滤系统500处于组装状态时，过滤器元件502定位于壳体520的中央隔室内。如图5d所示，过滤器元件502和互补壳体520对准，以为过滤器元件502和壳体520之间的径向密封部的接合提供足够的行程。由壳体520的成角度的对准部分524与过滤器元件502的成角度的对准部分504的对准形成的密封部的顶部相对于中心轴线不在基本恒定的深度。如将理解的，对准部分504和524的对准使得在不使用与壳体匹配的过滤器的情况下，即便不是不可能，也很难形成径向密封部。虽然过滤器元件502的对准部分504和壳体520的对准部分522被示出为对准并接合，但是在一些布置中，过滤器元件502的对准部分504和壳体520的对准部分522只需要对准而不接合(例如，可能存在间隙)，以提供过滤器元件502和壳体520之间的径向密封部的接合。第二端帽110上的对准部分504与过滤系统500的纵轴形成非零角度540。

参考图6a，示出了根据另一示例性实施例的过滤器元件602的透视图。过滤器元件602类似于过滤器元件102。过滤器元件602和过滤器元件102之间的区别在于对准部分的布置和过滤器元件602上的设置。因此，相同的编号用于表示过滤器元件602和过滤器元件102之间的相同部件。如图6a所示，设置在过滤器元件602的第一端帽606上的对准部分604的布置是相对于中心轴线的成角度的轴向表面，这有利于侧负载元件或过滤系统的安装。换句话说，过滤器元件602具有变化的成角度的高度，该高度沿着过滤器元件602的第一端帽606的水平平面增加。如将理解的，第一端帽606和对准部分604与具有互补对准部分的壳体对准，以为过滤器元件602和壳体之间的径向密封部的接合提供足够的行程。形成的径向密封部不是在基本平行于中心轴线的方向上挤制的，而是径向密封部是在基本上垂直于成角度的对准部分604的方向上挤制的。

过滤器元件602还包括第二端帽110和过滤器介质108。虽然过滤器介质被示出为布置成具有圆形横截面形状的圆柱形过滤器块，但是过滤器介质108可以被布置为其他形状。过滤器端帽上的氨基甲酸乙酯也成角度，使得更多的过滤器介质108在过滤器元件602的长边比短边暴露得更多，导致更多可用的过滤器介质108面积。因此，这种变型导致过滤器元件602的较低限制和较高的灰尘容量。过滤器元件602基本上是刚性的，使得过滤器元件602的形状被保持。刚性可以通过使用框架(例如，硬质氨基甲酸乙酯框架、注射成型框架、热成型框架、旋转成型框架、3d打印框架、冲压金属框架等)或加强构件(例如，打褶稳定护条、喷洒诸如elastocast55090、聚氨酯等硬化剂)来实现。

参考图6b，示出了与图6a中的过滤器元件602互补的壳体620的透视图。壳体620类似于壳体120。壳体620和类似壳体120之间的区别在于壳体620的对准部分624上的成角度的表面的布置以及没有入口管124。因此，相同的编号用于表示壳体620和壳体120之间的相同部件。如图6b所示，壳体620包括成角度的对准部分624、出口管126、成角度的第一壳体端628和第二壳体端129。壳体620的成角度的对准部分624是与过滤器元件602的成角度的对准部分604互补的表面。如将理解的，成角度的对准部分624作为键接特征，使得过滤器元件602仅能在一个定向上安装。在一些实施例中，对准部分624可以是凹陷表面的形式，并且由于设定轮廓的表面而在高度上变化。

出口管126突出到圆柱形壳体620的内部容积中，并且成角度的第一壳体端628的外形与出口管126和成角度的对准部分624的轮廓的外形相匹配。壳体620的成角度的对准部分624距成角度的表面具有恒定的高度，使得壳体620的底部也相对于基本垂直于中心轴线的轴向表面成角度。此外，对准以为过滤器元件602和壳体620之间的径向密封部的接合提供足够行程的表面不会在基本平行于壳体620的中心轴线的方向上挤制。相反，对准部分604、624的对准在基本垂直于对准部分624的成角度的表面的方向上。虽然壳体620被示出为布置成具有圆形横截面形状的圆柱形壳体，但是壳体620可以布置成其他形状以容纳过滤器元件602。

参考图6c，示出了组装过滤系统600的透视图。过滤系统600包括图6a的过滤器元件602(未示出)、图6b的壳体620、入口件640和壳体盖630。当过滤系统600处于组装状态时，过滤器元件602位于壳体620的中央隔室中。壳体盖630为过滤器元件602和壳体620提供额外的锁定和支撑。在一些布置中，壳体盖630一体地形成在过滤器元件602的侧面。入口件640与过滤器元件602的第二端帽110、壳体620的第二壳体端129和壳体盖630接合。如图6c所示，入口件640是具有入口管124的开放式端部。然而，在其他实施例中，入口件640是封闭式端部件。在一些布置中，密封构件接触壳体620的第二壳体端129，使得当顶部壳体盖630固定到壳体620时，密封构件在壳体620和顶部壳体盖630之间被压缩以形成密封部。

参考图6d，示出了图6c中的过滤系统600的一部分的截面侧视图。如图6d所示，过滤系统600包括图6a的过滤器元件602、图6b的壳体620和壳体盖630。当过滤系统600处于组装状态时，过滤器元件602定位于壳体620的中央隔室中。如图6d所示，过滤器元件602和互补壳体620对准，以为过滤器元件602和壳体620之间的径向密封部的接合提供足够的行程。由壳体620的成角度的对准部分624与过滤器元件602的成角度的对准部分604的对准形成的径向密封部的顶部在基本垂直于该成角度的表面的方向上不在恒定的深度。如将理解的，对准部分604和624的接合使得在不使用与壳体匹配的过滤器的情况下，即便不是不可能，也很难形成径向密封部。虽然过滤器元件602的对准部分604和壳体620的对准部分622被示出为对准并接合，但是在一些布置中，过滤器元件602的对准部分604和壳体620的对准部分622只需要对准而不接合(例如，可能存在间隙)，以提供过滤器元件602和壳体620之间的径向密封部的接合。在一些布置中，径向密封部形成在过滤器壳体620的壁的沿竖直轴线的中心和过滤器元件602的接合位置。

参考图7a，示出了根据又一示例性实施例的组装过滤系统700的透视图。过滤系统700类似于图1c中的过滤系统100。过滤系统700和类似过滤系统100之间的区别在于在壳体和过滤器元件的对准部分上设置成角度的表面，以及使用带有密封构件的成角度的端帽。因此，相同的编号用于表示过滤系统700和过滤系统100之间的相同部件。如图7a所示，过滤系统700包括壳体720和壳体盖730。壳体720包括入口管124、出口管126、第一壳体端726和第二壳体端129。在一些布置中，壳体盖730与第二壳体端129密封接合。如图7a所示，壳体盖730是封闭式盖。然而，在其他实施例中，壳体盖730是开放式盖。在一些布置中，密封构件接触第二壳体端129，使得当顶部壳体盖730固定到第二壳体端129时，密封构件在第二壳体端129和顶部壳体盖730之间被压缩以形成密封部。

参考图7b，示出了图7a中的过滤系统700的截面侧视图。如图7b所示，过滤系统700包括过滤器元件702、图7a中的壳体720、壳体盖730和成角度的密封构件728。当过滤系统700处于组装状态时，过滤器元件702定位于壳体720的中央隔室内。过滤器元件702包括设置在成角度的第一端帽706和第二端帽110之间的过滤器介质108。如图7b所示，设置在过滤器元件702的该成角度的第一端帽706上的成角度的对准部分704与设置在第一壳体端726上的成角度的对准部分724对准。该成角度的第一端帽706在该成角度的第一端帽706的径向外径上密封，并在第一壳体端726的径向内径上密封。该成角度的第一端帽706和壳体720之间的密封可以通过使用垫圈或o形环形式的成角度的密封构件728来辅助。在一些实施例中，成角度的第一端帽706可以是嵌入或封装的介质。如图7b所示，壳体720的成角度的对准部分724和成角度的出口端帽706的成角度的对准部分704对准，以便为过滤器元件702和壳体720之间的径向密封部的接合提供足够的行程。如将理解的，对准部分704和724的对准使得在不使用与壳体匹配的过滤器的情况下，即便不是不可能，也很难径向或轴向密封。虽然过滤器元件702的对准部分704和壳体720的对准部分722被示出为对准并接合，但是在一些布置中，过滤器元件702的对准部分704和壳体720的对准部分722只需要对准而不接合(例如，可能存在间隙)，以提供过滤器元件702和壳体720之间的径向密封部的接合。在一些布置中，径向密封部形成在过滤器壳体720的壁的沿竖直轴线的中心和过滤器元件702的接合位置。

参考图8a，示出了根据另外的示例性实施例的包括键接中心管接口的过滤系统800的透视图。过滤系统800类似于图1c中的过滤系统100。过滤系统800和类似过滤系统100之间的区别在于使用键接中心管接口将基准密封平面对准到合适的位置。因此，相同的编号用于表示过滤系统800和过滤系统100之间的相同部件。如图8a所示，过滤系统800包括过滤器元件802、壳体120、壳体盖130和与过滤器元件802成一体的键接中心管828。

过滤器元件802包括第一端帽106和对准部分(例如，对准表面、突起等)104，第一端帽106具有基本垂直于过滤器元件802的中心轴线的横向平坦表面，对准部分是基本平行于过滤器元件102的中心轴线的设定轮廓的表面的形式。换句话说，设定轮廓的表面在垂直于中心轴线的方向上被挤制，使得该表面的一部分在垂直于中心轴线的方向上，而该表面的一部分(例如，凹入方向)在平行于过滤器元件802的中心轴线的方向上。如图8a所示，对准部分104是凹陷表面。此外，过滤器元件802具有与过滤器元件802成一体的键接中心管828。壳体120包括对准部分122、入口管124、出口管126、第一壳体端128和第二壳体端129。对准部分122是与过滤器元件802的对准部分104互补的表面。如将理解的，第一端帽106和对准部分104与壳体120的互补对准部分122对准，以为过滤器元件802和壳体120之间的径向密封部的接合提供足够的行程。

键接中心管828封装在氨基甲酸乙酯中，并与过滤器元件802成一体。键接中心管828被构造成具有键接接口，该接口对准并密封到适当的位置。键接中心管828被构造成使其自身对准壳体120的对准部分122的成角度的逐步变化部。键接中心管828的内径小于氨基甲酸乙酯的内径，向内突出。这种额外的径向向内突起允许键接中心管828与壳体120的径向密封壁接合。当安装该元件时，在过滤器元件802与第一壳体端128的表面接触之前，键接中心管828首先与密封壁接触。这有助于确保过滤器元件802位于正确的定向，因为键接中心管828可以容易地在壁上滑动(例如塑料与塑料接口)，允许用户旋转过滤器元件802，直到其到达正确的位置。在没有该接口的情况下，过滤器元件802的底部将需要靠着第一壳体端128的底表面滑动，导致更高的摩擦(氨基甲酸乙酯与塑料的接触)。在一些实施例中，键接中心管828包括突出肋，并且在壳体120上有用于该突出肋的相应狭槽。在一些布置中，键接中心管828集成到过滤器元件802的端帽106、110中，用以封装或嵌入。

参考图8b，示出了根据又一另外的示例性实施例的过滤系统850的截面透视图，该过滤系统850包括中心管接口。过滤系统850类似于图8a中的过滤系统800。过滤系统850和类似过滤系统800之间的区别在于，使用了通过模制、焊接或卡扣配合与壳体成一体的中心管，而不是过滤器元件。因此，相同的编号用于表示过滤系统850和过滤系统800之间的相同部件。如图8b所示，过滤系统850包括过滤器元件102、壳体820、壳体盖130和与壳体820成一体的中心管852。

过滤器元件102包括设置在第一端帽106和第二端帽110之间的过滤器介质108。第一端帽106具有基本上横向的平坦表面和对准部分(例如，对准表面、突起等)104，基本上横向的平坦表面基本上垂直于过滤器元件102的中心轴线，对准部分104是基本平行于过滤器元件102的中心轴线的设定轮廓的表面形式。如图8b所示，对准部分104是凹陷表面。壳体820包括对准部分122、入口管124、出口管126、第一壳体端128和集成中心管852。对准部分122是与过滤器元件102的对准部分104互补的表面。如将理解的，第一端帽106和对准部分104与壳体820的互补对准部分122对准，以为过滤器元件102和壳体820之间的径向密封部的接合提供足够的行程。

集成中心管852一体地模制到壳体820上或者通过卡扣配合连接件接合。集成中心管852在轴向方向上具有键接接口，该键接接口在过滤器元件102中具有互补表面。集成中心管852的键接接口接合过滤器元件102的第二端帽110，并对准过滤器元件102上的适当位置以密封接合。集成中心管852的内径小于氨基甲酸乙酯的内径，向内突出。如果过滤器元件102未对准，由于集成中心管852的键接接口未对准，壳体盖130将不会正确密封。

参考图9a，示出了根据另外的示例性实施例的过滤系统900的截面侧视图，该过滤系统900包括中央密封肋。过滤系统900类似于图2的过滤系统100。过滤系统900和类似过滤系统100之间的差异包括没有成角度的对准部分和使用中央密封肋。因此，相同的编号用于表示过滤系统900和过滤系统100之间的相同部件。如图9a所示，过滤系统900包括过滤器元件902和壳体920。过滤器元件902包括过滤器介质108、第二端帽110、第一端帽106和第一端帽106上的对准部分904，对准部分904呈凹槽的形式以容纳壳体920的互补特征。

如图9a所示，壳体920包括出口管126和柔性肋922。柔性肋922被构造成与过滤器元件902的对准部分904的互补表面对准。柔性肋922的刚性不足而仅密封过滤器元件902和壳体920的一侧，因此柔性肋922设置在壳体920的多侧，以在多个点处与过滤器元件902接合。径向密封部出现在柔性肋922的内径和外径上。在一些实施例中，柔性肋922与壳体920一体地形成。图9b示出了壳体920的一个示例性实施例。壳体920包括柔性肋922的圆形交叉图案。柔性肋922一直延伸到壳体920的壁和出口管126的管，以要求两侧密封，并且有利地，在过滤器元件902和壳体920之间形成密封部。

参考图9c，示出了根据另外的示例性实施例的过滤系统930的截面侧视图，该过滤系统900包括中央密封肋。过滤系统930类似于图9a中的过滤系统900。过滤系统930和类似过滤系统900之间的区别在于柔性肋和密封接合部的不同构型。因此，相同的编号用于表示过滤系统930和过滤系统900之间的相同部件。如图9c所示，过滤系统930包括过滤器元件932和壳体940。过滤器元件932包括过滤器介质108、第二端帽110、第一端帽106和第一端帽106上的对准部分934，对准部分934呈凹槽的形式，以容纳壳体940的互补特征对准部分942。

如图9c所示，壳体940包括出口管126和中央肋942。中央肋942包括内径表面944和外径表面946，它们被构造成与过滤器元件932的对准部分934的互补表面对准。中央肋942是倾斜的，使得内径表面944是垂直壁，并且外径表面946是成角度的表面。中央肋942设置在壳体940的多侧上，并被构造成在多个点处与过滤器元件902对准接合。如将理解的，密封仅发生在外径表面946的成角度的表面上。内径表面944仅用于产生保持力，以将过滤器元件932保持在壳体940中。在一些布置中，中央肋942只需要与过滤器元件902对准，而不需要与过滤器元件902接合(例如，可能存在间隙)，以提供径向密封部的接合。

应注意，本文用于描述各种实施例的术语“示例”的使用旨在表示这种实施例是可能的实施例的可能的示例、表示和/或说明(且这种术语并不意图暗示这种实施例必然是非凡的或最好的示例)。

如在本文中所使用的，术语“基本上”和类似的术语旨在具有与本公开的主题所属的领域中的普通技术人员的常见和被接受的使用一致的含义。查阅本公开的本领域的技术人员应理解，这些术语旨在允许对所描述和要求保护的某些特征的描述，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确的数值范围。因此，这些术语应被解释为指示所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或改变(例如，在给定的角度或其他值的正负百分之五内)被认为在如所附权利要求中所述的本发明的范围内。术语“大约”当用于值时，表示相关值的正负百分之五。

如在本文使用的术语“联接”和类似术语意指两个构件直接或间接连结到彼此。这样的连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此一体地形成为单个整体，或者通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件附接至彼此，这样的连结可以被实现。

本文中对元件的位置(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)的引用仅用于描述图中各种元件的方位。应当指出的是，不同元件的定向可根据其他的示例性实施例而不同，并且这种变化意在被本公开所包含。

重要的是注意到，各种示例性实施例的构造和布置仅仅是说明性的。虽然在本公开中只详细描述了几个实施例，查阅本公开的本领域技术人员将容易认识到，很多修改(例如，在大小、尺寸、结构、各种元件的形状和比例、参数的值、安装装置、材料的使用、颜色、定向等上的变化)是可能的，而实质上不偏离本文所述的主题的新颖教导和优点。例如，示出为整体形成的元件可由多个部分或元件构成，元件的位置可以倒置或者以其他方式改变，并且分立的元件或位置的性质或数目可以发生改变或变化。根据可替代的实施例，任何工艺或方法步骤的顺序或次序可以改变或者重新排列。另外，来自特定的实施例的特征可以与来自其他实施例的特征组合，如将被本领域普通技术人员所理解的。也可在各种示例性实施例的设计、操作条件和布置上做出其他替代、修改、变化和省略，而不偏离本发明的范围。