专利名称：具有密封机构的直接流动过滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体过滤器，更具体地涉及直接流动过滤器。
背景技术：
本发明是在对直接流动过滤器的继续研究过程中产生的。过滤工业，包括在汽车中的应用，以更有效利用地空间为驱动目标，亦即，在过滤单元内和/或在过滤单元和壳体之间的过滤器壳体内消除大的敞开区域，在如交通工具的舱室后面或机罩下面这样的空间受限的区域中，上述做法特别受到欢迎。直接流动过滤器对于实现这个目标特别有效。直接流动过滤器过滤沿轴向流方向流动的流体，包括具有多个褶皱的褶皱过滤单元，所述褶皱由沿横向在第一和第二组轴向延伸的弯曲线上的第一和第二组褶皱头之间延伸的壁面段所界定，所述横向与轴向垂直。在直接流动过滤器中，待过滤的流体平行于所提弯曲线轴向流入过滤通道。
在现有技术中，壁面段的上游和下游端在打褶过程中通过对褶皱运用热融粘合剂可选地相互密封。因为在打褶期间，热融粘合剂必须应用到介质的顶面和底面，上述方法显示出制造上的挑战性。在打褶以及边缘相互密封之后，随后的操作将褶皱块密封到过滤器壳体结构内。
所提热融密封的一个缺点的是由于影响变量多造成的厚度上的变化。引起的结果就是导向和/或尾边缘厚度上的不同，会增加阻力，这是过滤器中所不希望的。
热融密封的另一缺点是过滤介质的边缘暴露出来易于损坏，包括导向边缘受到输入碎片或其它物理接触而引起的损坏。如果导向和/或尾边缘被破坏，就会增加过滤阻力和/或会产生泄漏路径。
热融密封的又一缺点是褶皱受到倾翻和弯曲，否则会逐渐失配。这种失配造成通过过滤通道的不均匀流动。在多个面板形成褶皱过滤单元模块的情况下，面板受到弯曲和扭转，反过来增加其安装进入过滤单元的坚固边的难度。
本发明以特别简单有效的方式解决上述所提以及其它问题。
现有技术图1-10分别取自在此参引的美国专利6,482,247(下文中称’247)中的图1、图2和图16-23。
图1是过滤器的分解透视图；图2是沿图1中的线2-2获得的剖视图；图3是显示过滤器入口端的透视图；图4是显示图3中的过滤器出口端的透视图；图5是沿图4中的线5-5获得的剖视图；图6是沿图5中的线6-6获得的剖视图；图7是沿图5中的线7-7获得的剖视图；图8是显示过滤器的可选实施例的入口端的透视图；图9是显示图8中的过滤器出口端的透视图；图10是沿图9中的线10-10获得的透视图；图11是类似图2中的一部分的视图；图12是类似图1中的一部分的透视图；图13类似图12，显示各种失配。
本发明图14类似图11，显示本发明；
图15类似图14，显示又一实施例；图16类似图12，显示图15的实施例；图17类似图14，显示又一实施例；图18类似图14，显示又一实施例；图19类似图17，显示又一实施例；图20类似图18，显示又一实施例；图21类似图18，显示又一实施例；图22类似图17，显示又一实施例；图23类似图16，显示图21的实施例；图24类似图23，显示又一实施例；图25类似图23，显示又一实施例；图26类似图23，显示又一实施例；图27是类似图3，显示本发明的透视图；图28是沿图27中的线28-28获得的剖视图；图29类似图27，显示又一实施例的透视图；图30类似图27，显示又一实施例；图31类似图30，其中壳体的一部分被截除；图32类似图28，是沿图30中的线32-32获得的剖视图；图33类似图5，显示又一实施例。
具体实施例方式
现有技术以下图1-10的说明分别取自引入的美国专利6,482,247中关于图1、图2和图16-23的说明。
图1显示过滤器10，包括沿轴14轴向延伸的壳体12和在所述壳体的一轴端18处的入口16以及在远侧相反的轴端22处的出口20。壳体优选地由塑料制成并设有沿斜法兰28和30、侧法兰32和34、斜法兰36和38以及侧法兰40和42配合的相同的上、下半部分24、26。
褶皱过滤块在壳体中设有褶皱过滤单元44。褶皱过滤单元沿着多个上弯曲线46和下弯曲线48打褶，其中所述弯曲线轴向延伸。过滤单元具有多个按蛇形方式在上、下弯曲线之间延伸的壁面段50。壁面段在入口16处的上游端52和出口20处的下游端54之间轴向延伸。壁面段界定其间的轴向流通道55，如图2所示。壁面段的上游端可选地相互密封，如图2中56所示，以界定具有敞开的上游端60的第一组流动通道58以及与第一组流动通道58相互交叉并具有密闭的上游端64的第二组流动通道62。壁面段50的下游端54可选地相互密封，如图2中66所示，使得第一组流动通道58具有密闭的下游端68，并且第二组流动通道62具有敞开的下游端70。如空气这样的待过滤流体基本上直接轴向流过过滤单元44，亦即，如箭头72所示从入口16通过第一组流动通道58的敞开的上游端60，然后如箭头74所示通过壁面段50，接着如箭头76所示通过第二组流动通道62的敞开的下游端70到达出口20。优选地，至少每个入口16和出口20的一部分轴向对齐。
过滤单元44具有侧向远侧相对的、左右轴向延伸的侧边78和80，如图1所示，界定第一和第二轴向延伸平面。侧边80处的第二轴向平面平行于侧边78处的第一轴向平面并与之隔开。上弯曲线46设有界定第三轴向延伸平面的第一组或上组共面弯曲线。下弯曲线48确定界定第四轴向延伸平面的第二组或下组共面弯曲线。下弯曲线48处的第四轴向平面与上弯曲线46处的第三轴向平面平行并与之隔开。第三和第四轴向平面与所提第一和第二轴向平面垂直。壁面段50的上游端52界定第一侧向延伸平面，壁面段的下游端54界定第二侧向延伸平面。下游端54处的第二侧向平面与上游端52处的第一侧向平面平行并与之隔开。所提第一和第二侧向平面与所提第一和第二轴向平面以及所提第三和第四轴向平面垂直。
设有衬垫82用于将过滤单元44密封到壳体12上，包括专利’247所说明的在衬垫部分84、86、92和94处设置衬垫，使得进入入口16的空气不能从边上通过过滤单元到达出口20，而必须如图2中的箭头72、74和76所示流过过滤单元。另外的衬垫实施例如引入的专利’247中82a、82b和82c所示。
图3和图4显示过滤器200，用于沿图1和图2中的轴向流动方向14过滤流体，如图3中入口流动箭头202以及如图4中出口流动箭头204所示。过滤器具有一对褶皱过滤单元206和208面板或行组。每个过滤单元具有多个由壁面段50界定的褶皱，如图1和图2所示，在第一和第二组轴向延伸弯曲线46和48处的第一和第二组褶皱头之间沿横向210延伸。横向210与轴向14垂直。每个面板206和208沿垂直于轴向14并垂直于横向210的侧向212延伸。壁面段50在上游端52和下游端54之间轴向延伸。壁面段界定其间的轴向流动通道55。壁面段的上游端可选地相互密封，如图2中56所示，以界定具有敞开的上游端60的第一组流动通道58以及与第一组流动通道58相互交叉并具有密闭的上游端64的第二组流动通道62。壁面段50的下游端54可选地相互密封，如图2中66所示，使得第一组流动通道58具有密闭的下游端68，并且第二组流动通道62具有敞开的下游端70。如空气这样的待过滤流体基本上直接轴向流过每个面板206、208的过滤单元44，亦即，如图2中箭头72所示通过第一组流动通道58的敞开的上游端60，然后如箭头74所示通过壁面段50，接着如箭头76所示通过第二组流动通道62的敞开的下游端70。
面板206和208在上游端52处的面板之间具有横向间隙214，如图3所示，在下游端54由密封带216相互密封，所述密封带可以是过滤器壳体220的下游端处外罩法兰218的一部分。间隙214提供了如图5中箭头222所示轴向通过的额外的液流，亦即流体如图2中箭头72、74和76所示轴向通过上述过滤器，并如图5中箭头222、224和226所示额外地通过过滤器。壳体220包括侧向延伸的侧壁228和230，其大体上与面板206和208平行并在其远侧相对侧边上横向隔开。壳体220还包括在侧向侧壁228和230之间横向延伸的侧壁232和234。侧壁228和230优选地相互从上游端52稍微向外逐渐倾斜直到下游端54，并在其上游端密封到各自的面板206和208，并在下游端提供所提轴向通过过滤单元的额外液流226处，具有在侧壁228、230和各自的面板206、208之间形成的横向间隙236、238。在一个实施例中，过滤面板通过粘合剂密封到壳体上，在另一实施例中，过滤面板通过上述衬垫密封到壳体上。在又一实施例中，流动方向可以相反，使得输入液流在端部54通过流动通道70和间隙236、238进入过滤器，在端部52通过流动通道58和间隙214流出过滤器。
图8-10显示又一实施例，图中使用与上述相同的参考数字以便于促进理解。设有褶皱过滤单元44的第一、第二、第三和第四面板或行组206、208、240和242。在上游端52的面板之间设有两个横向间隙214、244，在下游端54的面板之间设有一个横向间隙246。如图10中所示，在壳体侧壁228和面板206之间设有额外的下游横向间隙236，在面板242和壳体侧壁230之间设有另一下游横向间隙248。横向间隙214在面板206和208之间。横向间隙244在面板240和242之间。横向间隙246在面板208和240之间。上游端52处面板208和240之间的横向间隙通过可以是过滤器壳体的上游端一部分的密封带250在上游端被封闭和阻隔，下游端54处面板206和208之间的间隙通过密封带216阻隔和封闭，下游端54处面板240和242之间的间隙通过密封带252阻隔和封闭，其中密封带216和252可以是壳体下游端外罩法兰218的一部分。流体如图2中箭头72、74和76所示轴向通过过滤器。如图10所示，流体额外地如上所提按箭头222、224和226所示以及如箭头222a、224a和226a所示轴向通过过滤器。通过横向间隙214和244使得可以额外地流入流体。通过横向间隙236、246和248使得可以额外地流出流体。在又一实施例中，流动方向可以相反，使得输入液流在端部54通过流动通道70和间隙236、246和248进入过滤器，在端部52通过流动通道58和间隙214和244流出过滤器。
图11显示在上游端64通过热融粘合剂264相互密封的图2的壁面段260和262。在打褶过程中，将热融粘合剂应用到随后打褶的扁平平面过滤介质板顶侧和底侧，其中热融粘合剂密封如上所述的通道的上游端和下游端。在打褶和密封之后，褶皱块过滤单元如上所述密封在壳体中。图12中，上游端所提流动通道在第一和第二远侧相对的入口部分266和268之间沿着横向210延伸，所述入口部分在第一和第二横向远侧相对的褶皱头弯曲线46和48处。褶皱支撑270在第二组褶皱头48处模制到过滤单元上，并在通道的上游端侧向通过这些褶皱头。下游端密封结构与此相似。如270这样的褶皱支撑安装和密封到壳体上，例如如图3中230这样的壳体侧壁上。褶皱头48处的通道58因为褶皱支撑270而均匀隔开。当通道向褶皱头46延伸时，其受到上述失配的影响，例如如图13中272所示的倾翻、274所示的弯曲等。过滤介质的端部暴露出来易于损坏，包括上游端64受到输入碎片或其它物理接触而引起的损坏。如果边缘被损坏，就会增加过滤阻力和/或会产生泄漏路径。所提热融粘合剂264应用到随后打褶的平面过滤介质板的顶侧和底侧。引起的结果是沿着热融粘合剂的导向和/或尾边缘可以在厚度上变化并会增加阻力。热融粘合步骤和褶皱支撑270上的密封步骤是独立的操作，热融粘合步骤在打褶过程中应用，而在褶皱支撑270上的密封是在后来的操作中形成的。
本发明图14-33显示本发明，图中使用与上述相同的参考数字以便于促进理解。
图14类似图11，显示用于过滤如箭头202所示沿轴向流动方向14流动的流体的过滤器300。如上所述，过滤器设有与图1的过滤单元44相似的褶皱过滤单元302，所述过滤单元具有多个由如50这样的壁面段界定的褶皱，所述壁面段在第一和第二组轴向延伸的弯曲线46和48上的第一和第二组褶皱头之间沿着如图1、3、12和16中的横向210延伸。横向210垂直于轴向14。壁面段界定其间的轴向流动通道55。通道在各自的如260和262这样的壁面段之间沿着侧向212具有通道宽度304。侧向212垂直于轴向14和横向210。壁面段在上游端52和下游端54之间延伸，如图1和图2所示。壁面部分的上游端可选地相互密封，以界定具有敞开的上游端60的第一组流动通道58以及与第一组流动通道58相互交叉并具有密闭的上游端64的第二组流动通道62。壁面段50的下游端54可选地相互密封，使得第一组流动通道58具有密闭的下游端68，并且第二组流动通道62具有敞开的下游端70。
如图14-16所示，多个如306这样的上游密封头可选地将壁面段的上游端52相互密封，并界定所提第一和第二组流动通道58和62，同时保护壁面段的上游端不受到输入碎片的破坏。在图15和图16中，密封头具有如308这样圆形的上游冲击表面，以将输入流体倾斜(deflect)和导入第一组通道58的敞开的上游端60。密封头优选地在褶皱支撑270的模制期间形成，消除了所提热融粘合剂及其在打褶期间的应用，提供了在所提后来的步骤中组合的整体褶皱支撑270和密封头306。这种组合结构如图16中310所示。
密封头306至少部分地封闭壁面段的上游端52。密封头具有冲击表面，其可以如图14中的312所示是平的或者如图15中的308所示是圆形的，也可以是将说明的其它形状，所述冲击表面在壁面段的上游端52的上游，接受如图输入液流箭头202所示的输入碎片的冲击。上游端的壁面段具有第一和第二远侧相对侧向面对的通道表面314和316。第一通道表面314侧向面对各自的在敞开的上游端60处的第一组通道58。第二通道表面316侧向面对各自的在密闭的上游端64处的第二组通道62。壁面段260的上游端52具有在第一和第二通道表面314和316之间侧向延伸的导向边缘318。密封头306具有多个朝向冲击表面312下游的封闭表面，其沿导向边缘表面318以及至少一个所提通道表面密封地配合和延伸。图14中，密封头306的封闭表面沿导向边缘表面318和所提壁面段260的第二通道表面316延伸。图14中，密封头306的封闭表面不沿所提壁面段260的第一通道表面314延伸。图17中，密封头320的封闭表面沿所提壁面段260的第一和第二通道表面314和316延伸。图18中，密封头322的封闭表面沿所提壁面段260的第一通道表面314而不沿第二通道表面316延伸。
图14中，密封头306具有下游段324，其在相邻壁面段260和262之间轴向延伸，并在密封头的下游段324的远侧相对侧边上密封地配合通道表面316和326，使得通道表面316和326在密闭的下游端64处穿过各自的第二组通道62相互面对，并由其间密封头306的下游段324隔开。密封头306具有上游段328，其侧向延伸穿过相邻壁面段260和262的导向边缘表面318和330并与之密封地配合。
图17中，密封头320具有与段324相似的第一中心轴向延伸的下游段332，还具有第二和第三轴向延伸的下游段334和336。密封头的下游段334沿壁面段260的通道表面314轴向延伸并与之密封地配合。密封头的下游段336沿壁面段262的通道表面338轴向延伸并与之密封地配合。密封头320的下游段334和336在其间密封头的下游段332的相对侧边上侧向隔开。
图18中，密封头322具有一对轴向延伸的下游段340和342，所述下游段在各自的第二组通道62的密闭上游端64处由其间相邻壁面段260和262侧向隔开。密封头322的下游段340沿壁面段260的通道表面314轴向延伸并与之密封地配合。密封头322的下游段342沿壁面段262的通道表面338轴向延伸并与之密封地配合。图18中，相邻壁面段260和262的通道表面316和326在密闭的上游端64相互配合。
如图18所示，密封头322具有三个封闭表面352、354和356，其在各自的第二组通道62的密闭的上游端64封闭相邻壁面段260和262。第一封闭表面352沿壁面段260的通道表面314延伸。第二封闭表面354沿相邻壁面段260和262的导向边缘表面318和330延伸。第三封闭表面356沿壁面段262的通道表面338延伸。密封头322呈U形，具有侧面弯曲部分344和一对由此向下游轴向延伸的支腿340和342。第二封闭表面354设置所提弯曲部分344。第一和第三封闭表面352和356设置所提U形密封头的支腿。
如图14所示，密封头306具有四个封闭表面358、360、362和364，其在各自的第二组通道62的密闭的上游端64封闭相邻壁面段260和262。第一封闭表面358沿壁面段260的导向边缘表面318延伸。第二封闭表面360沿壁面段260的通道表面316延伸。第三封闭表面362沿壁面段262的通道表面326延伸。第四封闭表面364沿壁面段262的导向边缘表面330延伸。密封头306呈T形，具有侧面横条328和由此从中心向下游轴向延伸的主干324。所提第一和第四封闭表面358和364设置所提横条，第二和第三封闭表面360和362设置所提主干。
如图17所示，密封头320具有六个封闭表面366、368、370、372、374和376，其在各自的第二组通道62的密闭的上游端64封闭相邻壁面段260和262。第一封闭表面366沿壁面段260的通道表面314延伸。第二封闭表面368沿壁面段260的导向边缘表面318延伸。第三封闭表面370沿壁面段260的通道表面316延伸。第四封闭表面372沿壁面段262的通道表面326延伸。第五封闭表面374沿壁面段262的导向边缘表面330延伸。第六封闭表面376沿壁面段262的通道表面338延伸。密封头320呈E形，具有侧面横条378和由此向下游轴向延伸的侧向隔开的三个支腿334、332和336。所提第二和第五封闭表面368和374设置所提横条，第一封闭表面366设置所提第一支腿。第三和第四封闭表面370和372设置所提第二支腿。第六封闭表面376设置所提第三支腿。
密封头306、320和322可具有如图14、17和18中312、378和344所示的平的上游冲击表面，或者可成形为倾斜和引导输入流体进入第一组通道58的敞开的上游端60，例如如图15和图19-22所示。图15中，密封头306具有圆形的上游冲击表面308。图19中，密封头320具有在390处呈圆形的上游冲击表面。图20中，密封头322具有圆形的上游冲击表面392。在另外的实施例中，密封头的上游冲击表面指向一点并从导向点沿锥形斜面向第一组通道58的敞开的上游端60逐渐倾斜。例如图21中，密封头322的上游冲击表面394从导向点396沿锥形斜面398向第一组通道58的敞开的上游端60逐渐倾斜。图22中，密封头320的上游冲击表面400从导向点402沿锥形斜面404逐渐倾斜。密封头306可同样从导向点沿锥形斜面逐渐倾斜，例如如图23所示密封头306从导向点406沿锥形斜面408逐渐倾斜。
如图16、23和24中306这样的密封头，在第一和第二远侧相对密封头端部412和414之间沿横向延伸。第一密封头端部412终止于所提第一组褶皱头46的单独褶皱头。第二密封头端部414终止于所提第二组褶皱头48的一对褶皱头之间。这对褶皱头48在第二密封头端部414的相对侧边上。上游端60处的通道58在分别如图12中266和268所示的所提第一和第二远侧相对入口部分之间沿横向210延伸。褶皱支撑270支撑第二组褶皱头48处的褶皱以及第二密封头端部414。褶皱支撑270侧向延伸穿过通道的上游端60处的第二组褶皱头48，并在第二密封头端部414与密封头306相互连接并从结构上对其进行支撑，优选地通过两者整体模制完成。
图24也显示侧向延伸穿过通道的上游端60和密封头306的支撑肋420，所述支撑肋与上游端52处的壁面段50和密封头306相互连接并从结构上对其进行支撑，并维持其统一的侧向间隙。支撑肋420在第一和第二密封头端部412和414之间横向隔开并沿方向212侧向延伸穿过密封头。图25显示多个相互横向隔开并侧向延伸穿过密封头306的支撑肋420、422和424。图24和25所示的实施例中，支撑肋420、422和424沿侧向和横向平面与密封头306平嵌。图26所示的又一实施例中，支撑肋426从密封头306向上游轴向伸出。支撑肋优选地与密封头进行整体模制。
图27和28显示又一实施例，与上述图3-10相似。过滤器设有多个如300和430这样的褶皱过滤单元面板。设有多组上游褶皱头306和432，每个面板设置一组。面板300和430之间在上游端和下游端之一处具有横向间隙434，如上述图3中的上游间隙214或者如图9中的下游间隙246，所述面板在上游端和下游端中的另一个相互密封，例如如图4中密封带216以及图8中密封带250所示。图27和28显示在上游端的横向间隙434，所述间隙提供额外地轴向通过其中的液流。与图3中壳体220相似的壳体436具有横向隔开的侧壁438和440，所述侧壁与图3中的侧壁228和230相似并大体上与面板300和430平行。侧壁438和440在过滤器的远侧相对侧边上横向隔开。横向间隙434位于上游端52并在面板300和430之间横向延伸。密封头306和432在第一和第二远侧相对密封头端部之间沿所提横向延伸，例如，密封头306在第一和第二远侧相对密封头端部412和414之间沿所提横向延伸，密封头432在第一和第二远侧相对密封头端部442和444之间沿所提横向延伸。第一和第二面板300和430的第一密封头端部412和442在上游端52由其间的横向间隙434隔开。密封头端部412和442终止于所提第一组褶皱头的如图16中的单独褶皱头46。第一和第二面板300和430的第二密封头端部414和444在壳体的各自的侧壁438和440上终止于如图16中所示的第二组褶皱头48的一对褶皱头之间。所述这对褶皱头在第二密封头端部的相对侧边上。上游端60处的通道58分别在所提第一和第二密封头端部412和414处，在如图12中266和268所示的所提第一和第二远侧相对入口部分之间沿横向210延伸。如266和446这样的通道入口部分穿过间隙434相互横向面对并由其间的间隙434横向隔开。如270和448这样的侧壁褶皱支撑设在每个侧壁438和440上，用于在所提第二组褶皱头以及第二密封头端部414和444上支撑各自的面板300和430的褶皱。如270和448这样的侧壁褶皱支撑在通道的上游端60处侧向延伸穿过第二组褶皱头，并在所提第二密封头端部414和444处与密封头306和432相互连接并从结构上对其进行支撑。
图27和28中密封头306和432沿如450和452所示的入口角逐渐倾斜，使碎片454和456倾斜进入间隙434。当密封头入口角向间隙434横向延伸时，从上游到下游逐渐倾斜。如图28中458和460这样的密封头的最上游部分与各自的侧壁438和440邻接，如462和464这样的密封头的最下游部分位于间隙434。图29显示另一具有466和468这样的支撑肋的又一实施例，所述支撑肋侧向延伸穿过通道和密封头306、432的上游端。
图30-32中，输入碎片向外侧间隙而不是中心间隙倾斜。壳体436a具有大体上平行于第一和第二褶皱过滤单元300a和430a的面板的第一和第二横向隔开的侧壁438a和440a。侧壁438a和440a在过滤器远侧相对侧边上横向隔开。图32中的横向间隙434a是中心间隙，位于过滤器的下游端。第一和第二外部间隙480和482设于侧壁438a和440a与各自的面板300a和430a之间。第一和第二外部间隙480和482位于过滤器的上游端并在此敞开，其在过滤器的下游端由如216a和216b这样与以上所提密封带216相似的密封带密闭。密封头316a和432a沿图32中所示的各自的入口角450a和452a逐渐倾斜，使碎片454a和456a倾斜进入各自的第一和第二外部间隙480和482。用于第一面板300a的第一组密封头306a具有第一密封头入口角450a，当所述入口角向第一外部间隙480横向延伸时其从上游到下游逐渐倾斜。用于第二面板430a的第二组密封头432a具有第二密封头入口角452a，当所述入口角向第二外部间隙482横向延伸时其从上游到下游逐渐倾斜。图30中的中心壁面褶皱支撑484横向置于第一和第二面板300a和430a之间，在所提第二组褶皱头和第二密封头端部414a、444a支撑面板的褶皱。中心壁面褶皱支撑484在通道的上游端侧向延伸穿过(即图30中上—下方向)第二组褶皱头。密封头306a和432a沿所提锥形入口角450a和452a延伸，使得第一组密封头306a的最上游部分458a邻接中心壁面484而其最下游部分462a位于第一外部间隙480，并使得第二组密封头432a的最上游部分460a邻接中心壁面484而其最下游部分464a位于第二外部间隙482。
如上所述，如空气这样待过滤的流体可以在相反的方向上流动，如以上结合图5和图10所示，其中应注意，流动方向可以相反，使得液体在图5和图10中的方向上从右到左流动。图33中进一步的图示显示，壳体220a在222a接受输入液流，所述液流通过外部间隙236a和238a，并使得流体通过褶皱面板过滤单元206a和208a进入中心间隙214a，以在226a所示的下游端排出。褶皱面板过滤单元的每个上游和下游端52a和54a可以由以上披露的密封头构造密封。
优选实施例中，由以上所提密封头提供的密封机构是刚性封闭密封机构，但是也可使用更柔软的柔性密封机构提供许多以上所提的优点。密封头优选地由注模法制成，但是也可使用包括模制在内的其它类型的制造过程。所提上游密封头优选地a)可选地将壁面段的上游端相互密封以界定所提第一和第二组流动通道；b)保护壁面段的上游端免受输入碎片的破坏；c)提供结构支撑，优选地是刚性结构支撑，以承受输入高速气流；以及d)利用密封的几何形状改善气流的流动，例如提供不同的密封形状使流动平直以减小压降。封闭密封机构在褶皱之间保持优选的刚性通道宽度，减小了压降。密封机构能够如图27-29中那样倾斜，以改善空气流动并使得较大的颗粒倾斜进入较宽的中间通道434，从而防止较大的颗粒阻塞较小的通道，或者所述密封机构能如图30-32那样倾斜以使得较大的颗粒倾斜进入较大的外部通道或间隙480和482。
能够认识到，在所附加的权利要求的范围内可进行各种等价、替代和改进。
权利要求
1.一种用于过滤沿轴向流动方向流动的流体的过滤器，包括褶皱过滤单元，其具有多个由壁面段界定的褶皱，所述壁面段在第一和第二组轴向延伸的弯曲线上的第一和第二组褶皱头之间沿横向延伸，所述横向垂直于所述轴向，所述壁面段界定其间的轴向流动通道，所述通道具有在各自的壁面段之间沿着侧向延伸的通道宽度，所述侧向垂直于所述轴向和所述横向，所述壁面段在上游端和下游端之间轴向延伸，所述壁面段的所述上游端可选地相互密封，以界定具有敞开的上游端的第一组流动通道以及与所述第一组流动通道相互交叉并具有密闭的上游端的第二组流动通道，所述壁面段的所述下游端可选地相互密封，使得所述第一组流动通道具有密闭的下游端，并且所述第二组流动通道具有敞开的下游端，还包括多个密封头a)可选地至少将以下之一密封a1)将所述壁面段的一组所述上游端相互密封，以界定所述第一和第二组流动通道，以及a2)将所述壁面段的一组所述下游端相互密封，以界定所述第一和第二组流动通道；以及b)保护所述壁面段的所述密封端免受破坏。
2.如权利要求1所述的过滤器，其中，所述密封头还c)提供结构支撑以承受高速液流；以及d)利用所述密封头的几何形状改善液流。
3.如权利要求2所述的过滤器，其中，一个或多个所述密封头具有指定的所述几何形状，以提供使流动平直以减小压降的密封形状。
4.如权利要求1所述的过滤器，其中，所述密封头至少部分地封闭所述壁面段的所述端部。
5.如权利要求1所述的过滤器，其中，所述密封头可选地将所述壁面段的所述上游端相互密封。
6.如权利要求1所述的过滤器，其中，所述密封头可选地将所述壁面段的所述下游端相互密封。
7.如权利要求1所述的过滤器，包括可选地将所述壁面段的所述上游端相互密封的第一组所述密封头，以及可选地将所述壁面段的所述下游端相互密封的第二组所述密封头。
8.如权利要求1所述的过滤器，其中，所述密封头可选地将所述壁面段的所述上游端相互密封，并至少部分地封闭所述壁面段的所述上游端，还具有位于所述壁面段的所述上游端的上游并接受输入碎片的冲击的冲击表面。
9.如权利要求8所述的过滤器，其中，所述上游端的所述壁面段具有第一和第二远侧相对侧向面对的通道表面，所述第一通道表面侧向面对各自的在所述敞开的上游端处的所述第一组通道，所述第二通道表面侧向面对各自的在所述密闭的上游端处的所述第二组通道，所述壁面段的所述上游端具有在所述第一和第二通道表面之间侧向延伸的导向边缘表面，其中，所述密封头具有多个朝向所述冲击表面下游的封闭表面，所述封闭表面沿所述导向边缘表面以及至少一个所述通道表面密封地配合和延伸。
10.如权利要求9所述的过滤器，其中，所述密封头的所述封闭表面沿所述壁面段的所述第二通道表面延伸。
11.如权利要求9所述的过滤器，其中，所述密封头的所述封闭表面沿所述壁面段的所述第二通道表面而不沿所述壁面段的所述第一通道表面延伸。
12.如权利要求9所述的过滤器，其中，所述密封头的所述封闭表面沿所述壁面段的所述第一通道表面延伸。
13.如权利要求9所述的过滤器，其中，所述密封头的所述封闭表面沿所述壁面段的所述第一通道表面而不沿所述壁面段的所述第二通道表面延伸。
14.如权利要求9所述的过滤器，其中，所述密封头的所述封闭表面沿所述壁面段的所述第一和第二通道表面延伸。
15.如权利要求9所述的过滤器，其中，每个所述密封头具有下游段，所述下游段在相邻壁面段之间轴向延伸，并在所述密封头的所述下游段的远侧相对侧边上密封地配合所述第二通道表面，使得所述第二通道表面在所述密闭的上游端处穿过所述第二组通道相互面对，并由其间所述密封头的所述下游段隔开，其中，所述密封头具有上游段，其侧向延伸穿过所述相邻壁面段的所述导向边缘表面并与之密封地配合。
16.如权利要求15所述的过滤器，其中，每个所述密封头具有第二和第三轴向延伸的下游段，所述第二下游段沿所述相邻壁面段之一的所述第一通道表面轴向延伸并与之密封地配合，所述第三下游段沿另一所述相邻壁面段的所述第一通道表面轴向延伸并与之密封地配合，所述密封头的所述第二和第三下游段在其间所述密封头的所述首先提到的下游段的相对侧边上侧向隔开。
17.如权利要求9所述的过滤器，其中，每个所述密封头具有一对轴向延伸的下游段，所述下游段在各自的所述第二组通道的所述密闭的上游端处由其间相邻壁面段侧向隔开，所述密封头的所述下游段之一沿所述相邻壁面段之一的所述第一通道表面轴向延伸并与之密封地配合，所述密封头的另一所述下游段沿另一所述相邻壁面段的所述第一通道表面轴向延伸并与之密封地配合。
18.如权利要求17所述的过滤器，其中，所述相邻壁面段的所述第二通道表面在所述密闭的上游端相互配合。
19.如权利要求9所述的过滤器，其中，每个所述密封头具有三个封闭表面，其在各自的所述第二组通道的所述密闭的上游端封闭相邻壁面段，包括沿所述相邻壁面段之一的所述第一通道表面延伸的第一封闭表面，沿所述相邻壁面段的所述导向边缘表面延伸的第二封闭表面，以及，沿另一所述相邻壁面段的所述第一通道表面延伸的第三封闭表面。
20.如权利要求19所述的过滤器，其中，所述密封头呈U形，具有侧面弯曲部分和一对由此向下游轴向延伸的支腿，所述第二封闭表面设置所述弯曲部分，所述第一和第三封闭表面设置所述支腿。
21.如权利要求9所述的过滤器，其中，每个所述密封头具有四个所述封闭表面，其在各自的所述第二组通道的所述密闭的上游端封闭相邻壁面段，包括沿所述相邻壁面段之一的所述导向边缘表面延伸的第一封闭表面，沿所述一个相邻壁面段的所述第二通道表面延伸的第二封闭表面，沿另一所述相邻壁面段的所述第二通道表面延伸的第三封闭表面，以及，沿所述另一相邻壁面段的所述导向边缘表面延伸的第四封闭表面。
22.如权利要求21所述的过滤器，其中，所述密封头呈T形，其具有侧面横条和由此从中心向下游轴向延伸的主干，所述第一和第四封闭表面设置所述横条，所述第二和第三封闭表面设置所述主干。
23.如权利要求9所述的过滤器，其中，每个所述的密封头具有六个所述的封闭表面，其在各自的所述第二组通道的所述密闭的上游端封闭相邻壁面段，包括沿所述相邻壁面段之一的所述第一通道表面延伸的第一封闭表面，沿所述一个相邻壁面段的所述导向边缘表面延伸的第二封闭表面，沿所述一个相邻壁面段的所述第二通道表面延伸的第三封闭表面，沿另一所述相邻壁面段的所述第二通道表面延伸的第四封闭表面，沿所述另一相邻壁面段的所述导向边缘表面延伸的第五封闭表面，以及，沿所述另一相邻壁面段的所述第一通道表面延伸的第六封闭表面。
24.如权利要求23所述的过滤器，其中，所述密封头呈E形，其具有侧面横条和由此向下游轴向延伸的侧向隔开的三个支腿，所述第二和第五封闭表面设置所述横条，所述第一封闭表面设置所述第一支腿，所述第三和第四封闭表面设置所述第二支腿，所述第六封闭表面设置所述第三支腿。
25.如权利要求8所述的过滤器，其中，所述密封头的所述冲击表面成形为倾斜和引导输入流体进入所述第一组通道的所述敞开的上游端。
26.如权利要求25所述的过滤器，其中，所述密封头的所述冲击表面是圆形的。
27.如权利要求25所述的过滤器，其中，所述密封头的所述冲击表面从导向点沿锥形斜面向所述第一组通道的所述敞开的上游端逐渐倾斜。
28.如权利要求4所述的过滤器，其中，所述密封头在第一和第二远侧相对密封头端部之间沿所述横向延伸。
29.如权利要求28所述的过滤器，其中，所述第一密封头端部终止于所述第一组褶皱头的单独褶皱头，所述第二密封头端部终止于所述第二组褶皱头的一对褶皱头之间，所述这对褶皱头在所述第二密封头端部的相对侧边上。
30.如权利要求29所述的过滤器，其中，所述通道分别在所述第一和第二密封头端部的第一和第二远侧相对部分之间沿所述横向延伸，并包括支撑所述第二组褶皱头处的所述褶皱以及所述第二密封头端部的褶皱支撑。
31.如权利要求30所述的过滤器，其中，所述褶皱支撑侧向延伸穿过所述第二组褶皱头，并在所述第二密封头端部与所述密封头相互连接并从结构上对其进行支撑。
32.如权利要求4所述的过滤器，包括侧向延伸穿过所述通道和所述密封头的支撑肋，所述支撑肋与所述密封头和所述壁面段相互连接并从结构上对其进行支撑，并维持其统一的侧向间隙。
33.如权利要求32所述的过滤器，所述密封头在所述第一和第二远侧相对密封头端部之间沿所述横向延伸，所述支撑肋在所述第一和第二密封头端部之间横向隔开并侧向延伸穿过所述密封头。
34如权利要求33所述的过滤器，包括多个相互横向隔开并侧向延伸穿过所述密封头的所述支撑肋。
35.如权利要求32所述的过滤器，其中所述支撑肋沿侧向和横向平面与所述密封头平嵌。
36.如权利要求32所述的过滤器，其中所述支撑肋从所述密封头轴向伸出。
37.如权利要求8所述的过滤器，包括多个所述褶皱过滤单元的面板，每个面板具有多个由壁面段界定的多个褶皱，所述壁面段在第一和第二组轴向延伸的弯曲线上的第一和第二组褶皱头之间沿所述横向延伸，所述横向垂直于所述轴向，所述壁面段界定其间的轴向流动通道，所述通道具有在各自的壁面段之间沿着侧向延伸的通道宽度，所述侧向垂直于所述轴向和所述横向，所述壁面段在上游端和下游端之间轴向延伸，所述壁面段的所述上游端可选地相互密封，以界定具有敞开的上游端的第一组流动通道以及与所述第一组流动通道相互交叉并具有密闭的上游端的第二组流动通道，所述壁面段的所述下游端可选地相互密封，使得所述第一组流动通道具有密闭的下游端，并且所述第二组流动通道具有敞开的下游端，使得待过滤的流体基本上直接轴向流过所述过滤器，流过所述第一组流动通道的所述敞开的上游端，然后流过所述壁面段，接着流过所述第二组流动通道的所述敞开的下游端，所述壁面段还设有多组所述上游密封头，每个所述面板设置一组，第一和第二所述面板之间在所述上游端和下游端之一处具有横向间隙，所述面板在所述上游端和下游端中的另一个处相互密封，所述间隙提供额外地轴向通过其中的液流。
38.如权利要求37所述的过滤器，包括具有第一和第二横向隔开的侧壁的壳体，所述侧壁大体上与所述面板平行，所述第一和第二侧壁在所述过滤器的远侧相对侧边上横向隔开，其中所述间隙位于所述上游端并在所述面板之间横向延伸，所述密封头在第一和第二远侧相对密封头端部之间沿所述横向延伸，所述第一和第二面板的所述第一密封头端部穿过所述间隙横向相互面对并在所述上游端由其间的所述间隙隔开，所述第一和第二面板的所述第一密封头端部终止于所述第一组褶皱头的单独褶皱头，所述第一和第二面板的所述第二密封头端部在所述壳体的所述第一和第二侧壁处终止于所述第二组褶皱头的一对褶皱头之间，所述这对褶皱头在所述第二密封头端部的相对侧边上，所述上游端处的所述通道分别在所述第一和第二密封头端部处、在第一和第二远侧相对入口部分之间沿所述横向延伸，所述第一入口部分穿过所述间隙相互横向面对并由其间的所述间隙横向隔开，侧壁褶皱支撑设在每个所述侧壁上，用于在所述第二组褶皱头以及所述第二密封头端部上支撑各自的所述面板的所述褶皱，所述侧壁褶皱支撑在所述通道的所述上游端处侧向延伸穿过的所述第二组褶皱头，并在所述第二密封头端部处与所述密封头相互连接并从结构上对其进行支撑。
39.如权利要求37所述的过滤器，其中，所述间隙位于所述上游端，所述密封头沿入口角逐渐倾斜，使碎片倾斜进入所述间隙。
40.如权利要求39所述的过滤器，其中，当所述密封头入口角向所述间隙横向延伸时，其从上游到下游逐渐倾斜。
41.如权利要求40所述的过滤器，包括具有第一和第二横向隔开的侧壁的壳体，所述侧壁大体上与所述面板平行，所述第一和第二侧壁在所述过滤器的远侧相对侧边上横向隔开，所述密封头沿所述锥形入口角延伸，使得所述密封头的最上游部分与各自的所述侧壁邻接，而所述密封头的最下游部分位于所述间隙。
42.如权利要求37所述的过滤器，包括具有第一和第二横向隔开的侧壁的壳体，所述侧壁大体上与所述面板平行，所述第一和第二侧壁在所述过滤器的横向远侧相对侧边上，其中，所述间隙是中心间隙并位于所述下游端，还包括在各自的所述侧壁与各自的所述面板之间的第一和第二外部间隙，所述第一和第二外部间隙位于所述上游端，所述密封头沿入口角逐渐倾斜，使碎片倾斜进入所述第一和第二外部间隙。
43.如权利要求42所述的过滤器，包括用于第一所述面板的第一组所述密封头并具有第一密封头入口角，当所述入口角向所述第一外部间隙横向延伸时其从上游到下游逐渐倾斜，还包括用于第二所述面板的第二组所述密封头并具有第二密封头入口角，当所述入口角向所述第二外部间隙横向延伸时其从上游到下游逐渐倾斜。
44.如权利要求43所述的过滤器，包括横向置于所述第一和第二面板之间的中心壁面褶皱支撑，在所述第二组褶皱头和所述第二密封头端部支撑所述面板的所述褶皱，所述中心壁面褶皱支撑在所述通道的所述上游端侧向延伸穿过所述第二组褶皱头，所述密封头沿所述锥形入口角延伸，使得所述第一组密封头的最上游部分邻接所述中心壁面而其最下游部分位于所述第一外部间隙，并使得所述第二组密封头的最上游部分邻接所述中心壁面而其最下游部分位于所述第二外部间隙。
45.一种用于过滤沿轴向流动方向流动的流体的过滤器，包括褶皱过滤单元，其具有多个由壁面段界定的褶皱，所述壁面段在第一和第二组轴向延伸的弯曲线上的第一和第二组褶皱头之间沿横向延伸，所述横向垂直于所述轴向，所述壁面段界定其间的轴向流动通道，所述通道具有在各自的壁面段之间沿着侧向延伸的通道宽度，所述侧向垂直于所述轴向和所述横向，所述壁面段在上游端和下游端之间轴向延伸，所述壁面部分的所述上游端可选地相互密封，以界定具有敞开的上游端的第一组流动通道以及与所述第一组流动通道相互交叉并具有密闭的上游端的第二组流动通道，所述壁面段的所述下游端可选地相互密封，使得所述第一组流动通道具有密闭的下游端，并且所述第二组流动通道具有敞开的下游端，组合的褶皱支撑和密封头构件在所述通道的所述上游端和下游端中的至少之一处侧向延伸穿过所述第二组褶皱头，所述构件还具有多个由此沿所述壁面段的所述端部横向延伸的密封头，并可选地将所述壁面的所述端部相互密封，以界定所述第一和第二组流动通道。
46.如权利要求45所述的过滤器，其中，所述密封头在第一和第二远侧相对密封头端部之间沿所述横向延伸，所述第一密封头端部终止于所述第一组褶皱头的单独褶皱头，所述第二密封头端部终止于所述第二组褶皱头的一对褶皱头之间，所述这对褶皱头在所述第二密封头端部的相对侧边上，所述通道分别在所述第一和第二密封头端部的第一和第二远侧相对部分之间沿所述横向延伸，所述组合的褶皱支撑和密封头构件支撑在所述第二密封头端部处的所述第二组褶皱头的所述褶皱。
全文摘要
一种具有密封头的直接流动过滤器，所述密封头可选地将壁面段的上游端和/或下游端相互密封以界定第一和第二组流动通道，并保护壁面段的端部免受破坏，包括上游端免受输入碎片的破坏，还提供结构支撑以承受高速流动并利用密封的几何形状改善流体的流动。
文档编号B01D46/52GK1762543SQ200510103720
公开日2006年4月26日 申请日期2005年9月7日 优先权日2004年9月29日
发明者马克·A·特雷斯, 埃里克·A·雅尼科夫斯基 申请人:弗利特加尔公司