空气滤清器;可更换的过滤器滤芯及方法

专利名称：空气滤清器;可更换的过滤器滤芯及方法
技术领域：
本发明的公开内容涉及具有可取出并可更换的(即可维修的)过滤器滤芯的空气滤清器。所披露的具体结构采用第一级分离器或预清器，以便于操作。还提供了组装和使用的方法。
背景技术：
空气过滤被应用于多种装置中。通常的应用是作为空气滤清器用于将空气引入内燃机。经过一段时间使用后，滤清器内的过滤介质需要维护，或通过清洁，或完全更换。通常，对于用于内燃机，例如车辆上的空气滤清器，过滤介质被容纳于可取出或可更换的(即可维修的)部件、元件或滤筒中。其示例披露于美国专利4，211，M3;4，135，899; 3，672，130 ；Bl 5，445，241 ；5，700，304 ；6，051，042 ；6，039，778 ；5，547，480 ；5，755，842 ；和 5，800，581 ；以及PCT公开文本W089/01818 ；这些文献的全部公开内容在此被结合入本文。 申请日为2000年12月4日的美国申请09/7 ，033也示出了所述元件，在元件和端盖之间具有独特的相互作用。09/7 ，033申请的公开内容在此也被结合入本文。需要改进过滤装置的组装和使用。

发明内容
本发明涉及空气滤清器的特征。本发明所披露的技术尤其开发用于空气滤清器， 用于清洁内燃机的发动机进气口，例如用于车辆，诸如公共汽车、卡车，或移动式设备，如拖拉机，或施工设备，或固定式发电机。所述特征一般涉及空气滤清器，其中过滤介质是可取出并可更换(即可维修)部件的一部分。
在之前2003年10月23日提交的美国申请10/691，856和2003年10月23日提交的PCT申请US03/33952中提出的多种改进，以及在这些申请中的附图和实施例所示出的各种装置的示例，均在此提供。本发明涉及以其他特定、有利的方式适用美国申请10/691，856 和US03/33952中描述的有些技术和特征，以用于某些用途。应当注意，并不需要将此处所描述的空气滤清器系统或部件的所有可能特征都用于装置中，来获得本发明的优点。
相关专利申请的内容概述美国申请10/691，856和PCT US03/33952中描述的许多改进涉及主过滤元件滤筒的独特可行构造。这些可选改进的示例在下面详细描述，包括la. 一种改进的构造，其中，允许在主过滤器滤芯中可选使用外支撑；并且，没有内支撑沿元件的整个长度延伸，用于褶裙介质；2a.改进的构造涉及一种将主过滤器滤芯固定并密封至空气滤清器外壳的方式；3a.所述滤芯的外支撑框架的改进，涉及(a)遮挡区域，用于连接灰尘排出器；和 (b)多孔区域，允许空气以优选方式流向介质；4a. 一种改进的形状，以适应某些外壳特征；5a.在过滤器闭合端的改进的联锁装置，以在使用中抑制过滤器的旋转运动；和6a.在外框架结构中的改进，以便于滤芯的制造和组装。美国申请10/691，856和PCT申请US03/33952中提供的可选改进还涉及在使用中由主过滤器滤芯限定的结构。例如，一些所述可选改进涉及下述方面lb.优选的支撑，可独立于主过滤器滤芯安装在空气滤清器组件内，以用作褶皱介质的内支撑；2b.可选地结合上述Ib所指定的支撑，作为支撑，例如作为优选安全过滤器滤芯的外支撑；3b.改进和有利的结构，用于将所述支撑和/或二次过滤器滤芯固定至空气滤清器外壳；4b.安全元件滤芯的内衬和外衬之间改进的可选相互作用；5b.安全元件或内支撑与主过滤器滤芯之间可选的改进形状/配合关系。此外，美国申请10/691，856和PCT申请US03/33952中描述的改进涉及空气滤清器外壳。一些改进，例如，涉及下述方面Ic.外壳中的特征，以便于优选独立安装主过滤器滤芯和内支撑(或可选的安全过滤器滤芯)；2c.可选的接合外壳侧壁，以允许外壳部件的定向变化，例如相对于尘流出口的入口角定向；3c.入口，出口和灰尘排出器管的优选位置；4c.改进的可选端盖，可通过非转动锁定配合装置安装，不需要额外的销或类似结构；5c.改进的预清器装置，可选地固定至端盖；6c.改进的可选盖，它通过外接外壳的一部分围绕安装，而不是使盖的一部分重叠于外壳的一部分；7c.盖和外壳之间改进的、可选的、旋转定位(indexing)；
8c.包括突出部分/接收部分机构的改进件的盖，以阻止在使用期间相关主过滤器滤芯不期望的转动。在美国申请10/691，856和PCT申请US03/33952中，还提供了与空气滤清器外壳侧壁相关的外壳端盖的改进。一些所述可选的改进，例如，涉及下述方面Id.提供闭合的端盖，所述端盖可选地包括永久固定在其上的预清器；2d.闭合的端盖，具有可选一体模制的销机构，用于在使用期间与外壳侧壁非转动地接合；3d.特定可选的挠性短小突出部/销机构，通过舌/槽干涉配合可与端盖接合；4d.改进可选的定位装置，用于将端盖固定至外壳侧壁；5d.改进的可选固定结构，其中安装端盖，使外壳侧壁的一部分围绕所述端盖，并且没有端盖的一部分围绕外壳侧壁；和6d.端盖上的改进可选的联锁结构，用于在使用中接合相关主过滤器滤芯的部分。在美国申请10/691，856和PCT申请US 03/33952中还提供了在使用中的改进。通过美国申请10/691，856和PCT申请US 03/33952的详细讨论，可见优选的部件可被设置以便于制造和组装。某些所述可选改进的示例包括下述方面Ie.用于主过滤器滤芯的改进可选外支撑，以便于制造；2e.优选的可选外壳部件，包括上述特征，在结构上可通过使用塑料模制技术方便地制造；3e.将主过滤器滤芯安装和密封在外壳中的优选可选技术；4e.将二次过滤器或安全过滤器滤芯安装和密封在外壳中的优选可选技术；5e.用于在主过滤器滤芯中支撑介质的改进和优选的可选技术；6e.用于在二次或安全过滤器滤芯中支撑介质的改进和优选(可选的)技术。上文提供的特定示例的特征在特定附图中示出，并在下文详细说明中描述。一般， 可使用单独的特征，以提供改进。在所示结构中，从不同特征中选定的特征，在独特改进的空气滤清器和独特的空气滤清器部件结构中组合在一起。在本申请中，图34-37示出新的空气滤清器，主过滤器滤芯和安全过滤器滤芯选项，可区别于美国申请10/691，856和PCT申请US 03/33952，并部分使用了上述专利申请中所表征的某些原理，对于不同的特定优点适用在不同的特定组合和结构中。


附图1-33，来自申请日为2003年10月23日的美国申请10/691, 856和申请日为2003 年10月23日的PCT申请US03/39952。图1是根据本发明的过滤器组件的侧面透视图；图2是分解透视图，示出图1中组件可取出的部件；图3是图1-2所示组件的侧截面视图，未示出可拆卸的灰尘排出器阀；图4是图1所示组件的端盖部件和主过滤器滤芯的放大、分解、局部外部透视图；图5是图4所示部件的放大分解内部透视图；图6是图1所示组件的主过滤器滤芯部件的侧面视图；图7是图6所示过滤器滤芯朝向末端58看去的端视图8是图6-7所示过滤器滤芯的部件的透视图；图9是图1所示组件的外壳部件的端视图，示出了端盖部件被移去并可看到某些内部部件；图10是图9所示外壳部件大体沿图9中的线10-10的侧截面视图；图11是图1所示组件的安全元件部件的侧视图；图12是图11所示安全元件部件沿图11的线12-12的侧截面视图；图13是图11所示安全元件部件的分解图；图14是根据本发明的空气滤清器的另一个实施例的侧面透视图；图15是根据本发明的空气滤清器的第二替换实施例的局部透视图；图16是根据本发明的空气滤清器的第三替换实施例的部分的端视图。图17是大体沿图16的线17-17的侧截面视图；图18是17所示装置的部分的放大局部图，其内安装有安全元件；图19是根据本发明的空气滤清器的第四替换实施例的透视图；图20是可用于本发明的空气滤清器的替换主元件的部分的局部透视图；图21是根据本发明的另一主过滤元件的局部截面图；图22是根据本发明的另一替换空气滤清器外壳的透视图；图23是图22的部分的局部截面图。图M是根据本发明的另一替换空气滤清器的示意透视图。图25是分解示意性透视图，示出图M所示组件的盖子件和主空气过滤元件滤芯。图沈是图25所示主过滤元件滤芯的侧视图。图27是图M所示组件的侧截面视图。图观是根据本发明的空气滤清器的另一实施例的入口端透视图。图四是图观所示装置的分解透视图。图30是图四所示两个部件的透视图，从朝向入口端盖的内表面观察。图31是图28所示组件的侧截面视图。图32是可用于图观-31所示组件的主过滤元件部件的侧视图。图33是可用于图32所示主过滤元件的外框架部件的透视图。
图34-38，来自申请日为2004年8月25日的美国临时申请60/604, 554。图34是根据本发明，其内安装有主过滤元件和二次过滤元件的空气滤清器装置的截面图。图35是用于图34所示空气滤清器的主过滤器滤芯的具有部分截面的侧面视图。图36是图35所示过滤器滤芯的闭合端盖的端视图；图36的截面线表示图35中的截面部分。图37是图34的空气滤清器所示安全元件的侧视图；在图37中，一部分以截面图形式示出。图38是图37所示过滤器滤芯的开口端的端视图；截面线表示图37的截面。 新的附图39-47图39是根据本发明的另一实施例，其内具有主过滤元件和二次过滤元件的空气滤清器装置的截面图。
图39A是图39的部分的放大局部图。图40是图39所示空气滤清器装置的放大端视图。图41是用于图39的空气滤清器装置的主过滤器滤芯的截面图。图41A是图41所示过滤器滤芯的放大侧视图，可用于图39的空气滤清器装置。图42是图41所示过滤器滤芯的端视图。图43是用于图39的空气滤清器装置的二次或安全过滤器滤芯的截面图。图43A是图43所示过滤器滤芯的侧视图。图44是图43所示二次过滤器滤芯的端视图。图45是朝向图41所示过滤器滤芯的出口端的示意性等轴测视图。图46是可用于图41A的滤芯的预成型部件的侧视图。图47是图46的预成型部件的等轴测视图。
具体实施例方式本发明涉及空气滤清器结构，和部件特征，如在图34-47中示出并结合这些附图所描述的。结合这些附图进行描述的不同改进或选定的改进可用于提供有用的空气滤清
ο图1-33以及下面有关它们的说明，提供了背景。结合这些附图所描述的系统特征，可参见申请日为2003年10月23日的美国专利申请10/691,856，以及该申请所要求优先权的特定临时申请。美国申请10/691,856，
公开日为2004年7月15日，公开号为US 2004/0134171 Al。上述特征还可参见申请日为2003年10月23日的PCT申请US03/33952，
公开日为2004年5月13日，公开号为W004/039476。图1-33的说明作为背景被包括在本文，提供了对结合附图34-47所示和描述的特征的理解。因此，图1-33的说明对图34-47中特定特征的表征提供了背景定义。
I.美国申请10/691，856和PCT申请US03/33952的背景信息 A. —般空气滤清器的结构和操作附图1的附图标记1大体表示根据美国申请10/691，856和PCT申请US03/33952 的空气滤清器组件。所示的具体空气滤清器组件1是发动机燃烧进气口的空气滤清器组件 2。所描述的多种技术可应用于过滤或清洁多种气体。不过，所披露的细节特别开发用于空气滤清器组件，例如，用于清洁内燃机的发动机引入空气，例如车辆，如卡车、公共汽车、拖拉机或施工设备；或发电机的发动机。参见图1，空气滤清器组件2—般包括外壳3，它具有空气入口 5 ；空气出口 6 ；和灰尘排出器或落管7。所述空气滤清器2上还包括可选的固定腿或支撑8，以便于安装。(另外，组件2可通过单独的固定带或托架加以固定。)可以预见，图1所示外壳2在使用中的通常定向会大致水平(即，管6水平延伸，大体如图1所示，落管7向下)。不过，所述的许多原理和技术可应用于以其它方向安装的空气滤清器组件。所示的具体外壳2具有大体圆柱形状的外侧外壳侧壁9 ；S卩，侧壁9的截面大体呈圆形。实施例所示的空气入口 5是侧面入口 fe，S卩，入口如通过侧壁9。具体地讲，入口 5 是圆形切向的入口 10。本文中的术语“切向”表示圆形入口 10的中心线不是朝向外壳3的图3所示中心轴12，而是中心线11的朝向更切线化。这会导致空气通过切向入口 10进入(并因此被引入图3的区域14)，以涡流形式开始运动。优选的大体圆柱形形状的侧壁9促进涡流形式。仍参见图1，空气出口 6是圆形轴向出口 15。本文中的“轴向”是指图3中出口 15 的中心线延伸平行于外壳3的图3所示中心线或轴12。在所示的具体示例中，出口 15的中心线与外壳3的中心线12同轴，这是因为优选的外壳侧壁9具有圆形截面并且出口 6不是偏心设置。当然，其他结构是可行的，但是这种具体结构是常见的。提及出口 15是圆形，是指内部空气流动管的大体形状。参见图3，侧壁9分别具有第一和第二相对的端部16和17。第一端16由盖子18 闭合，所述盖子18具有出口 6从其突出。参见图3，盖子18与端部16成一体，并且不可分离，并且在所示的优选结构中，盖子18具有至少两个，在这里至少三个，不同直径的区域和阶梯，以18a，18b和18c表示。相应的内径或阶梯递减，使18a > 18b > 18c。这些阶梯的功能会从进一步的讨论中理解。出口管6中的支管6a用于连接可选的压力或限制指示器或其它设备。对于所示出的具体实施例，灰尘落管7靠近第一端16。图1的端部17形成开口端，并且空气滤清器2包括与之相邻的入口 5。侧壁19上的开口端17由盖子20闭合，以防空气从其通过。一般，盖子20在端部区域20a没有孔从其穿过，并且是可移去的进出口盖或维修盖21，安装在侧壁9上，以闭合端部17。维修盖21定期打开或移去，以提供外壳3的图3所示内部23的维修进出，用于检查、维修或安装包含在其内的部件。对于所示的具体实施例， 维修盖21可以完全从侧壁9移去，用于维修进入内部23。盖子21可通过多种方式固定至外壳3的其余部分25(图10)，例如通过使用销，螺栓或其它结构。下面示出并详细讨论了几种常见的固定机构。现参见图2。在图2中，以分解透视图示出了空气滤清器组件2，以便观察到某些可分离的元件。参见图2，所示的部件包括外壳部分25(即，没有盖子20的外壳幻；维修盖21 ；可取出并可更换的主过滤元件或过滤器滤芯30 ；可选的可取出并可更换的二次安全过滤元件或滤芯31 ；和灰尘排出阀32 (以虚线示出并且未示出被移去)。在图6中主滤芯 30以侧视图示出；并且，安全滤芯31在图11以侧视图示出。灰尘排出阀32是可拆卸的， 但是在正常使用空气滤清器2时，一旦安装，阀32就不会被拆除，除非其损坏。仍参见图2，空气滤清器组件2还包括预清器35。一般，预清器例如预清器35，用于在气流进入主空气过滤元件或滤芯30的介质之前从气流中除去特定颗粒物。其优点是， 它使主过滤器滤芯30具有更长的使用年限。对于所示的具体装置，预清器35固定至维修盖21，并且在正常优选的作业中是从来不分离的，并且实际上不对盖子20造成破坏是不可分离的。在其他实施例中，下面结合图21所述，预清器安装并固定在主过滤元件或滤芯上。参见图5，所述预清器35包括气旋斜坡部件36 ；和大体圆柱形挡板部件37 ；其中斜坡36位于挡板37的外表面42上。在所示的实施例中，斜坡36和挡板37彼此成一体， 两者模制在一起成为单一塑料件。在端部36a，在斜坡36后面的区域36b (即，斜坡36和盖子20的端部20a之间)由端部38闭合。部件36，37 (以及预清器35)的操作将通过空气滤清器组件2的一般操作而部分理解。在正常工作过程中，需要过滤的空气通过图1中的切向入口 10进入空气滤清器组件2，进入图3中的空间14。空间14 一般被定义为在(外壳侧壁9的)内表面41和(挡板37的)外表面42之间。进入空间14的入口优选进入图5的区域43a，4 之一，在这里斜坡36基本上没有逐步远离端部20a。由于优选的切向进入，被引入空间14的气流一般被引导为圆形的、周向或气旋的流动。对于所示的具体实施例，并参见图1的大致观察，当从空气滤清器2的外侧朝盖子20看去时，所述流动是顺时针方向的。当然，空气滤清器组件 2可被设置用于相反的流动方向。再次参见图3，一旦进入空间14，空气被导入预清器35。安置气旋斜坡36以帮助向空气及其内携带的灰尘施加螺旋形或气旋形力矩，在空气环绕挡板37时朝向端部16螺旋式移动。一般，斜坡36卷绕挡板37少于一个整圈，优选不大于340°，通常小于320°， 例如在150° -280°范围内的量。通常挡板37会沿元件滤芯30的侧面突出至少35mm(毫米)，并且通常是44mm-170mm。通常斜坡36会从挡板37向外突出至少5mm，并且通常为 7mm-20mmo挡板37防止携带颗粒的空气在发生螺旋(也就是预清洁)之前直接冲击滤芯30 中的介质。一般，作为气旋旋转的结果，气流中携带的大部分灰尘颗粒会被导向外壳15的内壁41，最终通过灰尘落管7排出。在通常结构中，灰尘落管7由排出阀32盖住，在图1和图2中以虚线示出。所述排出阀是公知的。一些示例披露于US 3，429，108，该文献的全部公开内容在此被结合入本文。在通常实施例中，斜坡36的螺旋速率为每旋转10°提供约2mm至4mm远离端部 43的线性运动或距离。参见图3和5，一般主元件或滤芯30包括介质55的延伸部分，它围绕并限定中央洁净空气空间56。对于所示的具体实施例，介质55设置成褶皱55a，在滤芯30的端部57， 58之间纵向延伸。再次参见图3，在离开预清器35后，空气通过主滤芯30从上游侧59到达下游侧 60，并然后进入洁净空气区域56。此处的空气通常足够洁净，可通过出口管6被送入发动机 /内燃机的进气口。如上所述，所示的具体空气滤清器组件2包括可选的二次或安全元件或滤芯31， 见图2。安全元件或滤芯31包括位于区域56的介质65，见图3，以使离开介质55的空气在送至出口 6途中必须通过介质65。对于通常的应用，介质65不是褶皱的，而是包括一层围绕开口中央区域66的无纺纤维介质，见图3。通过上述说明，可以理解空气滤清器组件2的一般操作如下所述1.需要过滤的空气首先通过入口 5进入组件2。2.通过切向入口，圆形外壳侧壁9，挡板37和预清器斜坡36的组合，气流被引导为气旋或螺旋流动型式。这使得一些灰尘物质抵靠外壳侧壁9的内表面41，提供了预清洁效果。预清除的灰尘最终通过落管7排出。3.空气通过主过滤器滤芯30的介质55，并被过滤。4.如果使用了可选的安全或二次过滤器滤芯，过滤的空气然后通过安全或二次过滤器滤芯31的介质65，进入洁净空气区域66。5.空气然后从空气滤清器2轴向向外导向通过端盖18，即通过出口管6。另外，优选空气滤清器组件2的特定一般性结构特征如下
1.进出口盖20位于与气流出口管6相对的外壳3的端部17。
2.入口 5是侧面进入口，而出口 6是轴向气流出口。
3.入口 5位于外壳的端部17附近，而出口管6位于相对的外壳3的端部16附近。
4.灰尘落管7位于出口管6和外壳的端部16附近。
5.预清器35位于靠近入口管5的外壳端部17处，并因此靠近盖子20。
6.对于图3所示的具体实施例，预清器35永久性地安装在盖子20上。
B.将主过滤器滤芯30密封在空气滤清器2内如上所述，主过滤器滤芯30是可取出并可更换的(即，可维修的)部件。就是说， 主过滤器滤芯30被构造成可拆卸的，以供维修(例如通过更换)。为了确保空气滤清器组件2的正常工作，因此需要将主过滤器滤芯30构造成一旦安装，该主过滤器滤芯可适当密封在外壳3内，以便在工作期间空气不绕过介质55。空气滤清器组件2可被设置以多种方式提供所述密封。例如，可在主元件30绕其出口端的内部或外部和所述组件的另一部分之间使用径向密封。示出了各种类型的径向密封系统，可适用于本文所述包括具有某些特征的部件的空气滤清器，例如披露于PCT公开文件W089/01818的标记259，和US 5，938，804的附图 6中的标记75 ；这两篇参考文献在此被结合入本文。这些结构中所示的径向密封类型，通过适当的改动，可适用于本文所述的系统。在图20的另一实施例中示出了一种径向密封，将在下面讨论。不过，所示的具体空气滤清器组件2在主过滤器滤芯30和空气滤清器2的其余部分之间使用优选的径向密封，使优点突出。本文中的术语“轴向”是指一种密封，它沿图3所示箭头68的方向施加密封压力，即，大体沿平行于元件和外壳中心轴12的方向。更具体地讲，并参见图3，外壳侧壁9的端部16由端盖18闭合，端盖上具有出口 6。端盖18的内表面69，环绕气流出口孔69a，被设置成密封表面。就是说，是在该表面69 处形成了主过滤器滤芯30和外壳3之间的轴向密封。参见图5和6，主过滤器滤芯30的端部57包括端盖57a，其上具有圆形脊，突出部分或肋70的密封材料，一般环绕开口的中央气流出口孔71。图3中的密封肋70压抵表面 69，围绕孔69a，以形成轴向密封。在图3所示压制之前，所述优选的肋70具有稍微呈三角形的截面。图1-13所示的具体结构使用了一种有利的结构，以将肋70压抵表面69，形成主元件30的轴向密封。这将在下面的第IV部分详细讨论，其中提供了有关主过滤器滤芯30的详细讨论。一般，因为PCT公开文件W089/01818所述的内部径向密封类型没有在优选的空气滤清器组件2中使用，所以如果需要，外壳3在端部16可以制成无任何内部的、轴向突出的径向密封管或圆柱形结构。另外，因为主过滤器滤芯30没有US5，938，804中在75处所述类型的任何外部径向密封，图3所示优选实施例的外壳侧壁9可以制成无任何用于外周径向密封的其它必需环形密封表面。
C.可选安全滤芯31的密封参见图2，安全元件或滤芯31包括第一和第二相对端80，81。第一端80是在组装中朝向出口 6插入的端部。端部80包括固定在其附近并与其间隔的0形环84。参见图3，当安装在组件2中时，端部80被推入端盖18的环形圆柱突出部分85，0形环84在滤芯 31和端部18的环形内表面，尤其是部分18c之间提供密封。由0形环84提供的密封确保在没有通过安全元件滤芯31的情况下，不期望水平的空气不会通过出口 6。应当注意，由 0形环提供的密封通常不至关重要，这是因为主过滤器滤芯30的密封主要保护发动机免受不期望的(未过滤)气流。将二次或安全滤芯31固定在位的具体机构，和二次滤芯31的其它特征，将在下面的第VI部分描述。
D.主过滤器滤芯30现参见图6，其中以侧视图示出了主过滤器滤芯30。一般，过滤器滤芯30包括介质和密封支撑结构90 ；介质55 ；和第一和第二相对的端盖92，93。一般，端盖92位于主元件30的端部57，而端盖93位于端部58。介质55在端盖92，93之间完全延伸。对于所示的具体实施例，支撑90也在端盖92，93之间完全延伸，尽管在某些其他实施例中，所述延伸可能不是完全的。图6所示和一般用于空气滤清器2的具体优选的主过滤元件或滤芯30，没有内部过滤衬垫或支撑，在端部57，58之间完全延伸，作为滤芯30的不可分离部分安装。而是如下文所述，可选地通过不安装在主滤芯30上并且不作为主滤芯30不可分离部分的结构，提供大体沿介质55的整个长度(除了，例如在一个或两个密封端)的内支撑。优选提供某种介质的内支撑，作为滤芯30的部分或者作为分离的部件，优选作为分离的部件。一般，端部57是开口端，其内包括孔71，用于在过滤作业期间排出气流。另一方面，端部58是闭合端，表示空气不能在正常作业期间通过由端盖93盖住的端部58。以优选方式提供此目的的特征将通过下面的讨论得以理解。图8示出了介质和密封支撑结构90。图8示出了支撑结构90，其上没有介质或端盖。因此，图8所示的支撑结构90是用于制造图6的滤芯30的部件。在滤芯30中，支撑结构90在不对滤芯30造成破坏的情况下，一般是不可分离或拆卸的。通过回顾图1-3和图8可见，优选的滤芯30是“非连续螺纹的”滤芯。这表示在优选实施例中，在滤芯30的任何部分没有连续的螺纹，用于将滤芯螺纹安装、固定或连接至空气滤清器2的任何部分(例如通过连续旋转或通过360°或更多需要的转动)。参见图8，支撑结构90包括第一端100和第二端101。第一端100 —般形成其内没有框架的圆形开口 102。圆形开口 102(在完整元件30中作为孔71)为已过滤的空气提供出口区域(或出口)。一般，端盖92(图6)被模制到端部100上，以在该端部封闭介质55。 在通常的优选实施例中，端盖92还形成密封肋70和空气出口孔71。通常，为实现该目的， 端盖92由适当的可压缩聚合材料制成，例如泡沫聚氨酯，如下文所述。参见图3，优选密封肋70置于轴向与支撑90的边缘IOOa对齐，或置于径向在与边缘IOOa重叠的内部。通常，它会径向从边缘IOOa向内设置，其顶点不大于边缘IOOa向内约10mm。结果，肋70 —般压靠在表面69上，通过支撑90的端部100a，或介质55的褶皱端，或两者，形成密封。参见图8，支撑结构90包括邻近端部100的挡板105。挡板105 —般是支撑结构 90的一部分，它对于其间的气流是无孔或不可渗透的。图3中，挡板105的大小一般可覆盖孔7a，在这里灰尘落管7接触侧壁9的其余部分。这阻止了灰尘在流向管7a时在该区域以不希望的方式直接撞击介质55。空气可在边缘10 到达挡板105下面，以在该区域接触介质55 (图3)。现参见图6。在图6中，以虚线示出可选的轴向突出环或肋10恥。所述环10 是轴向向外突出的连续环，围绕挡板105。通常并优选地，环10 与挡板105的其余部分成一体。可选的环10 优选位于下述固定结构1 的部分的附近，但与之间隔的位置，以阻止不希望水平的灰尘送至该固定结构129。这将在下文更详细地描述。对于所示的具体实施例，支撑90在端部100和101之间完全延伸；并且，在挡板 105和端部101之间，见图8，支撑90包括有孔或开口部分106。这是指在区域106中，支撑90包括框架107，它留有大量开口区域108，用于空气从中穿过以接触介质。优选在区域 106中，框架107至少50%开口，并且更优选地，至少70%开口。这表示对于区域106的总面积，至少50%并更优选至少70%由孔或开口占据，而不是固体框架。优选地，无孔的挡板 105占据端部100和端部101之间支撑90的总延伸部分(长度)的至少10%，但不大于 40%。优选地，有孔部分106占据支撑90的总轴向长度的至少20%，更优选至少60%。仍参见图8，所示的优选框架107包括多个径向间隔的轴向肋109，在这里是10个径向等间隔的肋，通常是6-14个这样的肋，由圆周螺旋的径向肋结构109a交叉连接，所述肋结构109a在这里是两个连续的螺旋109b从大约靠近端部101的点109c (约180°径向分离)延伸到靠近挡板105的点109d(约180°径向分离)，其中每个螺旋具有约720°的总径向延伸。相对于一系列的平行径向肋，螺旋肋结构109a的优点在于，在密封和开启滤芯30的过程中，当处于径向应力作用下时，可抵抗框架107的变形。描述径向肋109的螺旋式旋转的另一种方式是，它们与垂直于中心轴12的方向，见图3，呈至少约10°的角度， 并且通常该角度处于15°至45°的范围内。这另外可被表述为锐角B，见图6。现在将注意力转向图8的端部101。一般，端部101包括端部框架110延伸通过其间，与端部100的开口 102相反。框架110不完全闭合端部101，而是包括下述一般特征 中央不可穿透的区域111 ；和环形开口框架112。仍参见图8，环形开口框架112 —般包括在不可穿透区域111和端部101之间延伸的辐条113 (在这里是8个辐条，通常为3-11个辐条)；和使辐条113相互连接的结构环形肋114。由结构112限定的开口 115，有助于提供对于主元件30的优选制造，如下文所述。在主元件30的优选制造过程中，会提供预制、塑料模制的、包括支撑90的部件。褶皱介质会通过开口 112放入支撑90。褶皱介质会被插入足够深，直到介质的一端抵靠框架 112。区域111中的凹入表面Illa与围绕其的介质朝向端部102突出，以限定环绕其的环形介质接收槽116，以助于使介质的插入端保持圆形形状。框架90的端部101然后可被置入模具，包括可固化的聚合材料。该聚合材料会流过框架112，进入介质褶皱的端部，以形成一密封，如图6中的端盖93所示。这会使褶皱介质的端部密封闭合，将介质固定在位，并闭合开口 115。一般，需要选择密封材料和模制深度，以使密封材料不到达凹入区域111的表面111a。表面11 Ia离端部101的通常凹入深度为至少约3mm，并经常不大于7mm，例如4_5mm。参见图4，其中示出了通过所述工艺形成的端盖93。密封材料总体以120表示。 可以看到，尽管区域111没有被密封材料120覆盖，但剩余的框架112已经被覆盖。对于图 4所示的具体结构，所示的模制密封材料120具有由模具间隙产生的环形、径向间隔的凹部121。端盖93是合成的闭合端盖58，其合成物一般包括密封材料120形成环形无孔的环；和，暴露表面111，它在端盖93上形成中央无孔的表面。制造元件30可通过将端部100插入第二模具，并在其上模制端盖92完成。在插入第二模具的过程中，因为通过第一模制过程介质55已被固定在框架112的适当位置上， 可防止介质阳通过孔102掉落。优选实施例的主过滤器滤芯30上包括在使用过程中将滤芯30在组件2上固定在位的结构。对于所示出的具体优选的结构，提供固定结构作为支撑90的一体部分；不过其它结构是可行的。该结构可通过观察图8的支撑90部分了解。在图8中，示出了固定结构129，用于通过密封材料70 (图3)压抵表面69，见图3， 来固定滤芯30。所示的具体固定结构1 是非连续螺纹旋转接合机构129a的部分，该机构用于使密封材料70部分在过滤器滤芯30施加的旋转力矩的作用下压抵表面69。在锁定和固定过程中，对滤芯30提供径向扭力的这种操作，通过提供具有螺旋结构109a的支撑 90而得以简化。所示的优选结构如此设置，使得从开启位置到锁定位置所需的旋转运动不大于50°，优选不大于30°，最优选20°或更小。这将通过下文的描述显见。接合结构129a —般将部分滤芯30转动后接合外壳部分25的一部分来运作。这种具体相互作用的示例通过观察图8可以理解，尤其是径向向外的突出环130，它用作滤芯 30上的固定结构129。在所示的实施例中，径向突出环130是分段的环131。所示的具体实施例包括四个相同的、均勻间隔的段131a ；不过其他方案是可行的。在图5中，可以看到三个分段132， 133，和134。可设置第四个分段135如图5所示。所有四个分段可在图7中看到。每个分段131a从紧邻支撑90的部分径向向外突出至少2. 5mm，通常至少3. 5mm。参见图8，分段的环131内具有一系列径向间隔的间隙136。间隙136位于分段环 131的段132-135之间。间隙136的尺寸大致允许环131的至少选定部分被推动(轴向) 穿过外壳9的结构特征，以便进行如下所述的转动接合。每个间隙136优选至少6mm宽，通常至少7mm宽。例如，可用20mm-40mm的间隙。参见图8，每个环段131a(例如段133)包括第一和第二相对的端部140和141。 端部141通常是钝端；而端部140包括轴向朝向端部100偏置(从段131的其余部分143) 的短段142。其结果是，沿段142的表面146朝向端部101 (或远离端部100)形成接收区域 145。接收区域145被设置以接合外壳9中的结构，如下文所述，以确保在作业期间主元件 30和外壳9之间的适当密封。应当指出，部分140的顶端147成为圆点，具有表面145为凸轮面，并且从顶端147向端部101凹入，向部分143延伸。还应当指出，每个环段132-135 被定向为，在间隙136的一侧上其偏置部分对应图8的部分142，而位于相应间隙136的另一侧上，钝端对应下一个相邻环段的端部141。在所示的示例中，并根据端部101的端视图， 每个段131以顺时针圆弧“指向”，而端部141被认为是前端。现在参见图10。在图10中，示出了外壳9的部分25的截面视图。在图10中，示出了支架结构150。从图9和图10可见，对于所示的具体实施例，具有四个等间距的支架结构150，每个支架结构150对应环130中的每个间隙136。每个支架结构150位于外壳9的内表面41附近靠近外壳侧壁9的部分18b的区域(在部分18a和18b之间的连接区域)。每个支架结构150的大小可通过图8的间隙136 ； 另外，朝向出口 6的表面151被定形为凸轮，自顶端150a凹进向出口 6倾斜。最后，支架 150上包括在顶端150a的相对端的端部止块152。从图9的观察点，即朝向端部17看去，如果假设顶端150a是每个支架的前端而止块152是后端，则每个支架“指向”逆时针方向。指向这个方向有利于与环段131接合，其中所述环段131如上所述，指向相反方向。应当指出，如果环段131被设置为指向逆时针方向，那么支架150可指向顺时针方向。(这些以及其它替代结构可通过下文中关于操作的说明而得以理解。)尽管其他方案是可行的，在所示的具体结构中，外壳3会包括四个支架对应支架 150，围绕表面部分18b的内部均勻径向间隔，每个指向相同的方向。另外，四个支架150会大致对应四个环段132-135之间的四个间隙136。主过滤器滤芯30和外壳3之间的操作接合使得垫圈70和表面69之间密封现在应该显而易见。一般，滤芯30会通过开口端17插入开口外壳25，见图10。首先插入元件 30的端部是端部57，见图6。滤芯30将继续被推入，具有适当的径向定向，以使支架150可穿过间隙136。这将允许垫圈70接触并被压抵表面69，见图3和图10。一旦达到插入长度，滤芯30会被转动，(对于所示的具体结构是顺时针)，以使每个环段的部分142会与每个支架150的表面151对准覆盖。每个部分142的表面145和每个支架150的表面151，即接合表面，其形状和大小适合以产生进一步的偏置或偏心，以驱动滤芯30优选通过压制肋 70抵靠表面69，以确保垫圈材料70的适当压缩，以形成密封。优选可设计发生旋转，直到顶端147接合止块152。旋转互锁的结果是，不通过旋转，滤芯30就不能离开表面69，这是由于支架150定位抵靠表面146。参见图10，一般顶端150a和止块152之间的弧长表示滤芯30完全锁定和完全解锁之间的旋转弧度。通常，该结构为圆弧不大于70°，通常不大于50°，并且对于图10的具体结构，优选不大于40°。最优选地，对于图10的结构，不大于30°。实际上，对于所示的具体结构，该弧仅约为10° -25°。由此可见，对于所示的具体优选实施例，主过滤器滤芯30不包括沿介质55的内表面，在端部57，58之间延伸的内支撑结构。这对于制造和组装是有利的。当滤芯30置于空气滤清器中使用时，介质阳的内支撑由已置于外壳3内的结构提供。更具体地，介质55的内支撑由单独的支撑结构160提供，见图2，例如二次或安全元件或滤芯30的部分。在系统不使用可选的二次或安全元件31的情况中，类似于结构160， 但是没有与之相关的介质作为二次过滤器的支撑结构可用来沿其内侧支撑介质55。再次参见图6所示的可选肋10恥。所述肋10 在使用中一般会从固定结构1 朝向端部93轴向间隔设置，尤其是从段和环131朝向端部93轴向设置。优选地，可选肋 105b自分段环131的间隔，在这个方向上不大于10mm，并且优选实质上更小。连续环10 一般会保护分段环131在使用中免于不期望地暴露于灰尘。在所述原理的一些其他应用中，希望框架90不是连续地从端部100延伸至端部 101 ；而是支撑90包括挡板105，而没有自端部101的框架；并且，在相对端101具有适当的结构(例如，不可穿透的区域111和环形开口框架112)，用于形成优选的合成端盖。E.端盖20如前所述，端盖20是维修盖21，可从外壳25的其余部分移开，以允许维修进入外壳的内部23。对于所示的具体结构，端盖20没有延伸通过的气流孔。就是说，它具有外表面 20a，见图1，和内部中央表面20b，见图5，而没有孔或气流管延伸通过其间。基此，它可被称为“闭合”或“完全闭合的”端盖20。参见图1，2和4，组件2包括固定和锁定机构170，以将盖21固定到外壳侧壁9的其余部分25上。一般，所述固定和锁定机构170包括多个挠性短小突出部安装在外壳侧壁 9和盖20之一，和多个可接合的凹处安装在外壳侧壁9和盖20的另一个。对于所示的具体结构，固定和锁定机构170 —般包括多个挠性短小突出部171，位于端盖21上，每个短小突出部上包括径向突出舌172，图4。对于所示的具体结构，固定机构170包括两个短小突出部171a，171b，围绕盖21的圆周径向间隔180°。外壳端部17内包括一对凹处或槽175，图 1，用于当安装维修盖21时，接收舌部172。操作如下参见图1，为了将维修盖21从外壳3的其余部分移去，短小突出部171 会彼此相向偏置。这会使突出舌172(图4)移出槽175，释放盖21，使之相对外壳侧壁9移动。插入会是相反的操作。用于形成盖21以提供挠性短小突出部171的具体适用材料将在下文中讨论。如果舌172提供有适当的凸轮表面在朝向外壳的其余部分25的一端，则当盖20被压就位时，就不需要在安装过程中用手偏置短小突出部171，而是凸轮面会在盖20 被压就位时产生偏置或搭扣配合固定。所述的具体固定和锁定机构170的一个优点是，它包括与盖20和外壳9成一体的特征，并且不需要在模制盖20之后，接有任何额外的机构，例如销，钩等，用于操作。对于所涉及的具体固定系统，只使用了两个短小突出部171和槽175 ；并且每个短小突出部171可接合每个槽175。结果，如上所述，盖21可相对侧壁9以两个旋转方向固定。不过，如果这对于所示的具体实施例是可行的话，则盖20可以如此固定，以使入口 5和斜坡36之间的定向是不合适的。为了确保盖20相对于外壳的其余部分25只可固定在单一旋转位置，可提供定位装置。具体地，可使用槽和键结构，其中一个部件(槽或键)设置在盖上，另一个部件(键或槽)在外壳侧壁9上。这两个部件如此定位，使得盖只在旋转到特定预设方向时才匹配(槽接合键)。如图15的实施例所示的示例，其中示出了盖700固定在侧壁701上，盖700上的键或销702容纳在侧壁701的槽703内。如果键或销702对准槽703，盖700才能适当安装。因此，图15所示的槽和键结构705确保了盖700相对外壳侧壁701适当旋转安装，用以正常工作。再次参见图1，在盖20上以虚线形式示出了可选的手柄结构710。如果需要，短小突出部171和槽175可以这样设置，使得在施加于手柄710的手(拉)力作用下，(即在手柄710的拉力作用下)，盖20可从其固定位置释放，而不需要手动压制短小突出部171彼此朝向。手柄710可被构造成多种形式。所示的具体手柄710包括可拆除或可更换的横梁 711，在两个固定耳部712，713之间延伸。耳部712，713可以与盖20的其余部分一体模制。现参见图5，观察盖20上挡板37内的细节。尤其是在使用时靠近端部58的挡板 37内的部分178中，盖20包括比挡板37的其余部分179a更小内径的内环179。图3中的环179的大小适合容纳端部58在其内，在使用时其间几乎没有或没有间隙。这会有助于沿端盖93，即远离出口 6的滤芯30的一端，牢固地支撑主滤芯30的端部58。参见图6，主过滤器滤芯30在端部57通过固定结构1 和端盖92的组合，被支撑在外壳3(图3)内。参见图4，现在注意接合结构，用于在主元件30和盖20之间提供优选的接合。具体地讲，并参见图4，主过滤器滤芯30中的不可穿透区域111包括预形成的凹入表面111， 包括框架90的部分，并且包括置于表面Illa中央的突出部分/接收结构184的第一部件 183。具体地，表面Illa包括接收部分185。优选地，接收部分是非圆形的，其原因如下所述。图4中所示实施例示出的具体接收部分185是X形(或“ + ”形)接收部分186，在X形的每对相邻臂的中心线之间具有90°角，尽管可以使用多种其他形状。X形对于接收部分 186的具体优点，将结合定位和对称在下文中加以讨论。本段上下文中的术语“预成型”，是指在封入端盖材料之前制成的端盖的结构部件。另外，如图5所示，盖20包括，沿其内表面190，突出部分/接收结构184的第二部件187，在这里是中央定位的突出部分191。同样，优选突出部分191是非圆形的，并且在这里是X形的突出部分192，在X形的每对相邻臂的中心线之间具有90°角。突出部分192的大小适合并被设置在适当对准时，伸入接收部分185。当组装空气滤清器2时，图3，突出部分192会凸入接收部分185。部分是因为突出部分192和接收部分186都是非圆形，因此当空气滤清器端盖20在外壳3上锁定就位时，通过突出部分/接收结构184防止滤芯30在使用时转动。具体地，在使用中重要的是，元件30不会相对外壳3无意旋转，从而确保垫圈材料70和表面69之间保持密封。就是说，元件30和表面69之间的相对旋转会倾向于使支架150和环段131之间的相互作用脱离。为了阻止元件30相对外壳3的其余部分的旋转运动，在组装和使用过程中，突出部分191和接收部分185被定形，以在旋转后接合并抑制滤芯30和空气滤清器25的其余部分之间足够的相对旋转运动，以允许滤芯开启。所示的具体形状每个都是X形。不过，对于这种一般性功能，总体所需的是突出部分191和接收部分185不是圆形，而是各自为非圆形，并且具有一部分与另一方相互作用，并阻止一方相对于另一方旋转运动。对每个部件具体使用四臂交叉或X形(或+形；即“加号形”)，涉及定位和对称功能。具体地讲，主过滤器滤芯30的环131包括特定数量(N)的径向间隔间隙136。这种结构，以及相同数量(N)的支架150和相同数量(N)的段131的结果是，滤芯30可以N个特定的径向方向置于外壳3内。当N为4，并且4个位置呈90°间隔时，这些N个径向方向的每一个对应突出部分191的一个臂193。由于总共有四个间隙136，四个支架150和四个段 131，因此所示的具体突出部分191是具有四个臂193，每个臂相对相邻臂以90°延伸的X 形192。当然，图4中的接收部分185类似构造。因此，所述元件可以四个旋转位置固定。这种多个可能旋转位置与接合之间，以及主滤芯30与外壳3的其余部分之间的对称，一般会被称为主滤芯/外壳旋转对称。对于所示的具体实施例，主滤芯/外壳旋转对称是四重(four fold)的，表示四个旋转方向，但不是更多，是可行的。当然，其他方案是可行的；不过，优选提供至少两个可能的旋转位置。凸出件191伸入突出部分/接收部分互锁结构184的(预成型)凹处或接收部分185的程度不是至关重要的，只要突出程度足以阻止旋转即可。期望一般制成这样的结构， 使得从表面Illa伸入接收部分185的突出量至少为3mm，通常至少5mm，并且一般在6mm至 IOmm范围内。当然，突出部分/接收部分结构183的第一部件可以是突出部分而不是接收部分， 而第二部件是接收部分而不是突出部分。就是说，所述突出部分/接收部分结构184可被设置为具有从表面Illa轴向向外朝向盖20延伸的突出部分，以被容纳在端盖20上的接收部分内。不过，所示出的具体结构是优选的，其接收部分185在滤芯30上，而突出部分191 在盖20上。另外，应当注意，不可穿透的端部111和框架112(图8)优选在模制图6所示端盖 93的其余部分之前制成为预成型件。参见图3，还应当注意，当盖20适当安装时，优选的盖20由外壳侧壁9的端部17 环绕；并且，盖20没有部分在侧壁9的端部17的外表面上的区域17a滑过(或环绕滑动)。 以这种方式构造的盖20有时通过下述特征表示“在安装时，盖20设置由外壳9的部分环绕，和在安装时，盖20没有部分环绕外壳9，”或其变化形式。用于安装盖20的其他结构在下文描述。
F.可选的安全元件31参见图11-13，示出了可选的安全元件31。一般图13的安全元件包括支撑160 ； 内支撑201 ；介质65 ；和0形环84。支撑160 —般在第一端80和第二端81之间延伸。所述第一端80是在安装过程中首先插入外壳内部23的一端。端部80包括与之间隔安装但相邻的0形环84，并且0形环84置于0形环接收部分203中。对于所示的具体实施例，端部80包括与之直接相邻的、不可穿透的环表面205，所述环表面上具有安装槽206。安装槽206 —般是L形(或J或钩形)，见图12，并且设置为，一旦进行适当的接合和扭转，就接合外壳3内的柱210，见图9。柱210径向向内突出。(下文描述了另一个实施例，其中不使用槽206/柱210接合机构。)对于图11-13所示的具体结构，具有两个槽206和两个柱210，每对的每个部件绕外壳3的内部由另一个旋转180°进行设置。柱210在表面18c上。因此，外支撑160被设置成在安装过程中相对外壳3具有两个旋转位置。支撑160和外壳3之间的对称一般被称为支撑160/外壳对称或其变化形式。具有两个可能位置但没有更多位置的对称，会被称为双重(two-fold)支撑160/外壳对称。再次参见图13，支撑160包括框架211，其内具有孔212。优选支撑160在端部80 和端部81之间的延伸部分至少50 %开口，并且更优选至少70 %开口。在一般使用中，安全滤芯31上基本不施加扭力和压力，只是进行槽206和柱210之间的相互作用。就是说，进行柱210和槽206之间相互作用的旋转相当简单。因此，支撑框架211不具有螺旋形的径向延伸部分，而是使用平行的环箍213 (在这里为5个环箍)与轴向延伸部分214相互连接。端部80—般限定开口的圆形内部80a，在使用过程中空气可从中穿过。另一方面， 端部81由盖215闭合。对于所示的具体实施例，盖215包括凹入的中央216，其构造如下所述。对于图11-13所示的具体安全元件，介质65包括不褶皱、无纺材料的卷绕或类似结构。它一般位于内支撑201和支撑160之间。参见图13，内支撑201—般是具有第一和第二相对端222，223的框架，具有开口或多孔的支撑结构2 延伸其间。优选多孔结构2 在其延伸部分的至少50%开口，并且更优选至少70%开口。对于所示的具体实施例，支撑结构2 是一系列径向间隔的轴向延伸部分2^a，由平行间隔的环箍229b支撑，在这里是 5个环箍，不算端部229c。对于所示的具体实施例，内支撑201的端部222限定开口的圆形开口 22 ,用于在使用期间空气穿过其中；其中端部223由端盖225闭合。所示的优选端盖225包括凹入的中央部分226。图13所示的具体部件160，201被设置用于接合。具体地讲，介质65可以围绕内支撑201的外表面201a设置。该组件然后可伸入支撑160的内部160a，直到端盖225接合端盖215，见图12。对于所示的具体结构，盖215上包括一对孔230，其大小和形状适合接收盖225上的柱231，用于互锁接合。干涉(搭扣)配合，热熔或其它构造方法也可替换使用。优选在部件160，201直接接合互锁的直接区域中，没有介质65置于其间。应当注意，盖215的大小和凹进用于伸缩配合或凸入配合，进入由盖225限定的凹处22fe。当组装空气滤清器2时，其部分适应支撑160中的凹处216a，而凹处216a依次适应突出部分/接收部分结构184，见图3。仍旧参见图3，观察整个组件。应当注意，主过滤器滤芯30的凹处185(在所示优选结构中)部分伸入由盖215限定的凹处216a。结果，在组装和使用中，可防止每个主元件 30和安全元件31变松并朝向盖20的方向移动。在希望不使用可选的二次或安全过滤器31的情况中，理想地是简单地将没有相关介质65或支撑201的支撑160安装入外壳3。支撑160随后仍作为主过滤器滤芯30的内支撑。一般，图13的孔230和柱231可被看作图12中的安全元件滤芯31的突出部分/ 接收部分结构233。突出部分/接收部分结构233另外可被设置成，如果需要，外支撑160 上的突出部分容纳在内支撑201上的接收部分内，或在另外的其它结构中。一般来说，那样的话，内支撑160包括突出部分/接收部分结构233的第一部件，而内支撑201包括所述结构的第二部件。
G.部件30，31的外表面形状参见图6，应当注意，主元件30具有外表面形状，它一般为锥形。更具体地讲，图6 中外支撑90的区域240是宽端，具有第一直径D1，而区域241是窄端，具有第二直径D2，其中(a) Dl 大于 D2;和(b)点240和241之间延伸部分在截面直径的尺寸减少一般是均勻的。通常并优选地，靠近端部57的最大直径Dl比靠近最小端58的直径D2至少大 10%。通常并优选地，直径Dl至少比直径D2大10mm。这种形状有时可被称为截头锥形，因为锥形没有收缩至一点。这种包括挡板区域105和开口区域106的大致圆锥形状是有利的。首先，在Ml 的窄端允许外径容纳由预清器35的斜坡36和挡板37占有的一定空间，而不需要为空气滤清器外壳侧壁9提供更大直径。另一方面，区域240的较大直径Dl允许较大的出口孔102，并因此降低对排出气流的限制，同时保持较大量的介质55。另外，参见图3，在点242和243 之间延伸的挡板部分105的直径的增加，有助于引导灰尘或其它颗粒物进入落管7的孔7a。一般，参见图12，所示具体优选的安全过滤器滤芯31具有类似的圆锥形状，其在区域250的直径D3大于区域251的直径D4，并且在其间直径均勻收缩和减小。这会确保安全过滤器滤芯31的支撑件160位于滤芯30中靠近介质55的内部褶皱端处，以便在那里支撑。
H.接合的外壳结构现参见图1。尤其，所示的外壳3具有侧壁9，它是分段的侧壁沈0。在本文中“分段”表示侧壁9包括至少两个部分沈1，沈2，它们不是在单个模制过程中彼此一体形成，而是分别制成并且沿接头和接缝263机械固定，以形成侧壁9。对于所示的具体结构，分段的外壳260在第一部分261包括下述各部分端部16 ； 出口管6 ；和落管7。在段沈2中，外壳260包括入口管5 ；和端部17，用于安装盖20。段261和262之间在接头263处的接合通过互锁机构270提供。一般，互锁机构 270包括多个突出部分271 ；和多个接收部分272，在这里是挠性销或U形环箍273。环箍 273的大小适合当部分262被压向部分261时，其滑动搭扣配合在柱271上。对于所示的具体结构，每个柱或突出部分271 —般为矩形形状，并且每个销和环箍273上具有类似形状的孔，以便于滑动配合。对于所示的具体结构，突出部分271绕段的外表面272均勻径向间隔；并且， 挠性销或环箍273绕部分262的外表面274均勻径向间隔。其他结构当然是可行的。例如， 具体的位置可以相反。不过，所示的具体结构是优选的。对于所示的结构，每个销或环箍273的中心孔具有大约12mm宽的周边尺寸，而柱或突出部分271具有类似的宽度。每个柱271具有约Ilmm的长度，从顶端271a到锐边271b 具有凸轮形状，见图10。参见图1，对于所示的具体结构，部分261包括靠近端部的扩大(直径)的边缘部分观0，以在组装时，容纳表面274的一部分于其内，并且环绕所述部分。这也在图10 中示出。在优选的结构中，使用了至少六个径向间隔的柱271，和六个径向间隔的销273。 通常并优选地，柱和销的数量各约为8至14个。分段外壳结构的优点通过参见图1可以理解。具体地讲，段261会被安装或定向在车辆上，以使落管7大致向下指向。这有利于通过排出阀32进行排出灰尘的操作。对于不同设备，入口管5—般需要被引导朝向优选的位置，以使入口管被连接。对于不同的车辆，需要在中心线11或管5的方向和管7之间具有不同于图1所示的定向(径向)。分段外壳允许部分262以至少2个并优选更多个选定的旋转方向安装在部分261上。图1所示的具体分段外壳沈0，允许具有四个可能的旋转方向，每个彼此间隔 90°。四个结构之间的定位由定位装置290提供。一般，定位装置290包括肋/锁销结构， 其中肋用于两个外壳件中的一个部件，而锁销用于两个外壳件中的另一个部件，以标示连接线。所示结构的定位装置290包括四个肋四1，其从表面274轴向延伸并径向向外突出，每个肋在段261的部分272接合相关的锁销或接收部分四2。四个均勻分布干涉配合的
21肋和锁销，标示段262相对于段261的四个可能旋转定向，用于滑动接合并启动搭扣配合锁定机构270。一般，应当选用搭扣配合锁定机构270，以使分离相对困难。这是因为通常不期望出现这样的情况，一旦组装和安装后，空气滤清器2会被重新设置，在段262和段261之间具有不同的旋转关系。分段外壳沈0的另一个可能允许或适应的是，段261具有单个模具，同时段262具有另一模具，例如以改变整个外壳轴向长度或容纳定制的不同滤芯30。当然，分段的外壳是可选的。在图14中，示出了不分段的外壳300。外壳300可以与图1-13给出的描述一致，除了没有分段的外壳。
I.选定的其他结构
1.安全元件的另一种安装方式，图16-19对于图1-13所示的结构，安全元件31通过涉及槽206和柱210之间相互作用的扭动安装来安装。在图16-18中示出了另一种可替换的结构。在图16中，示出了根据另一结构的空气滤清器400的端视图。图16的端视图大致类似于图9的端视图。用于空气滤清器组件400的部件可大致如同上述图1-13的结构， 或者甚至如其他结构所表征，除了这里结合安全元件的安装的描述外。一般，空气滤清器组件400包括外壳401，它具有外侧壁402。在图16中，示出了移去端盖的空气滤清器组件400。不过，端盖可大致类似于图1的端盖20。现参见图17，它是沿图16的线17-17的截面。参见图17，侧壁402是具有段405 和406的连接侧壁。段405和406可以大致如同上面结合图1的段沈1，262所述。应当注意，侧壁402的端部410被阶梯状盖411闭合，所述盖411具有从其突出的出口 412。出口 412包括支管413，用于压力传感器或类似装置。更具体地讲，盖411分为第一台阶415和第二台阶416。在使用中，安全元件密封至第二台阶416。不同于图1-13的结构，在台阶416中没有设置柱，用于将安全元件固定在位。而是在区域416附近，直接在台阶416和415之间，提供有若干个间隔的凸起420。对于所示的结构，具有4个凸起420，均勻地径向围绕台阶416的最内端边缘分布。这些凸起420的操作会通过下文进一步的说明而被理解。现参见图18，示出了图17所示外壳401的部分的局部图，但是其内安装有安全元件430。安全元件430可以大致如同上述的安全元件31，除了在此描述的其上的固定机构外。具体地讲，安全元件430不包括任何类似于槽206的槽。而是，所述安全元件430只包括其内具有0形环432的0形环接收部分431。在组装过程中，随着安全元件插入图17所示外壳401的开口端445，安全元件430 会大致沿箭头440的方向被压向台阶416。安全元件会继续沿箭头440的方向被推入，直到0形环432密封台阶416的内表面416a。为了实现该密封，0形环432需要被推过凸起 420。凸起随后作用产生干涉配合，避免通过沿箭头450的方向移动安全元件，安全元件430 不会有意从其图18中的固定位置移出的可能性。凸起420随后与0形环432的外径结合， 产生安全元件430在位的锁定配合，而不需要扭动运动。当然，如果需要，图16-18所描述的固定方式可适用不连接的外壳。2.第一替换的盖固定件图19示出了一种替换的盖固定件。参见图19，示出了空气滤清器组件500，包括外壳501，具有外侧壁502并且其上安装有盖503。除了固定方式之外，盖503大致类似于图1的盖20，包括所描述的可选件。具体地讲，盖503通过过中心金属丝销506固定到外壳侧壁502的端部505。这与使用销机构，例如图1-13中实施例所述的一体销机构不同。应当注意，图19的结构包括置于盖上的销或键530，被容纳在侧壁502的端部505 的槽531内，以确保在安装过程中盖503相对侧壁502的适当的径向定向。就是说，对于所示的结构，盖503只能以一个径向方向安装。
3.主元件的可替换固定结构，图20在图1-13的结构中，主元件30是利用如上所述的旋转锁定机构129安装的。结果，主元件30通过上述的轴向密封来密封。如上所述，采用径向密封机构的替换方式是可行的。一种这样的结构在图20中示
出ο参见图20，示出了另一种主元件600的局部透视图。在图20中，元件600的可见部分是端盖601，它对应在使用中插入外壳最远端的端盖。具体地讲，端盖601是已过滤空气的出口端。端盖601上具有中央轴向凸起602，它轴向远离主元件600的剩余部分603凸出。 轴向凸起602包括其上置有0形环606的0形环座605。通过这种结构，主元件600可通过插过图18的凸起420，代替安全元件，来进行安装。就是说，主元件600可类似于图18的安全元件430进行安装。其结果是由0形环606形成的径向密封，而不是轴向密封结构。在正常安装过程中，图20的过滤元件600不会被扭转或旋转。因此，可优选制造没有外框架在相对端之间完全延伸的主元件600。而是，当挡板位于靠近每一端(或至少出口端)的位置以便于使用时，需要省去在端部之间延伸的网状开口框架，因为不需要它来传递旋转运动并提供支撑。这是选择的问题，取决于结构中的其它特征。安全元件可以结合如图20所示的结构来安装，通过在区域610提供结构位置，以允许固定安全元件。应当注意，对于图20所示的具体结构，示出了内部(可选的)开口框架 621沿元件600的内部613轴向延伸。开口框架612可从元件600的一端延伸至另一端。
4.另一种可替换的主元件，其上直接安装有预清器对于图1-13的实施例，预清器35直接安装在盖20上。如上所述，示出了可替换的实施例。具体地讲，参见图21，其中示出了主过滤器元件800的局部截面图。尤其是，示出了主过滤元件800的闭合端801。示出了闭合端801具有延伸穿过其间的框架802，它具有接收部分803，用于结合盖。示出了框架802通过端部密封805固定在位。这就封闭了介质806的端部。就此所述，其结构大致类似于图1-13的主元件30。不过，对于元件800，所示的挡板810和斜坡813是主过滤器元件800的非永久性部分，因此没有固定在盖上。图 21只是表示可替换的结构，其中使用了包括挡板810和斜坡813的预清器815。在该可替换实施例中，预清器815直接安装到主元件800上，而不是盖上。预清器800所使用的组件的其余部分大致类似于图1-13的实施例所述，或可替换实施例所述。
当然，作为另一种替换，盖20，预清器(135,81 和元件(30，200)可制成永久性地彼此连接。为实现这一目的的可能性修改通过此处的一般性教导而显而易见。
5.盖的另一种可替换的固定结构，图22和23现参见图22，其中示出了空气滤清器组件900，包括外壳901，具有侧壁902，侧壁 902上安装有盖920。空气滤清器900可大致如同上文中的结构所述，除了本部分所表征的特征外。具体地讲，盖920包括模制在其上的金属丝销座921。盖920还包括金属丝销922， 搭扣配合固定到座921上。结果，在分开时，当盖920从外壳901的其余部分移开时，销922 保持固定在盖920上。当实施该功能时，金属丝销922兼饰作为手柄，以便于操纵盖920。所示的金属丝销922被设置以接合外壳901的唇缘或类似结构，以突出通过分别在外壳侧壁902和盖920中的槽925，926，见图23，以提供固定接合。参见图22，应当注意，与图1的结构类似，图22的结构是连接的外壳930，具有两个部分931和932。部分931和932之间的连接是从图1所示结构的改动，但使用了相同的一般原理。具体地讲，部分932上包括裙缘933，它覆盖并环绕部分931的一部分。裙缘 933内包括径向分布的孔934。每个孔934的大小适合接合部分931上的凸出部分935，用于锁定接合。因此，提供了包括突出部分935和接收部分934结构的互锁机构936。还提供了径向定位器或定位连接机构装置，在裙缘上使用接收部分938，它覆盖段 931上的销939，类似于图1中的结构。还应当注意，图22所示结构900的固定机构940在细节上不同于图1所示实施例的类似结构。不过，其总体操作是类似的。
J.图对-27的结构图对-27示出了改进的结构。在图M中，示出了空气滤清器组件1100，包括外壳 1101。外壳1101大致类似于图22的外壳901，除了在本部分所表征的特征外。应当注意， 图M的外壳1101是示意性的。参见图24，进出口盖或维修盖1110不同于盖920，因为没有中央凹入。另外，进出口或维修盖1110包括与键或销1112相关联的凹口 1111，位于不同于图22所示结构的位置。另外，在销1120的下面，进出口盖或维修盖1110包括在外边缘1122的凹口或槽1121， 用于接收外壳1101其余部分上的销、键或突出部分1123。因此，槽1121/键1123，连同槽 1111/键1112，用于在盖1110和外壳1101的其余部分之间提供优选的旋转定位。仍参见图M，用于将外壳1101固定到车辆或设备上的固定结构1130也从图22所示结构改动而得。现参见图25。在这里可见盖1110的内表面1140。应当注意，与前述结构所示的具有“X”或加号形(“ + ”形)突出部分不同，盖1110沿内表面1140包括突出部分结构，它包括设置为“X”或加号形拐角的四个柱1141，被容纳在主过滤器滤芯1145内非圆形的，优选为“X”或加号形的凹处，未示出。对于这个特征，滤芯1145可具有类似于图4所示滤芯的“X”或加号形接收部分。柱1141各自具有弯曲的外表面，近似于半个圆柱或圆锥，以便于接合。四个柱1141允许滤芯1145的四个可能旋转位置。当然，如果适当安置，可以使用更少的柱(1，2或3)来实现相同类型的效果。仍参见图25，主滤芯1145上还包括中央环形肋1146。所述肋1146，如图沈所示， 优选在中央位置整个环绕滤芯1145延伸，并且沿大致垂直于滤芯1145的中心轴的方向。所述肋1146提供了突出部分，它在制造期间可与设备接合。不期望所述肋1146在组装和运行的空气滤清器中提供重要的功能。不过，它对于环绕主滤芯1145外侧的开口框架会增加
一些强度。在图27中，示出了空气滤清器组件1100的截面图。从图27观察，可以看到组件 1100的二次或安全过滤器1150被构造成短于图2中31处所示的安全过滤器。因此，过滤器1150在端部1151不包括接收部分，以接合主过滤器滤芯1145上的突出部分1152。在图27中，还提供了改进的替换结构，用于将介质固定在二次或安全过滤器1150 中。具体地讲，在安全过滤器1150中，介质1155在模制过程中固定在框架1156内。就是说，介质1巧5置于模具中，而塑料框架1156带有在位的介质1155被模制。因此，如图所示， 安全过滤器1150的间隔轴向肋1157各自具有中央部分，在这里锥形介质1155通过其间， 以在其间延伸覆盖开口 1158。当然，如果需要使用不带介质1155的安全过滤器1150的框架，可以使用相同的模制结构，但没有介质。参见图M，应当注意，外壳1101在接缝1160处不包括旋转接头。确定在制造过程中，外壳1101的模具可如此构造，使得模制区域1162的部分可被制成相对模制区域1163 的部分可旋转。因此，在模制过程中，通过使用涉及两个部分彼此相对旋转运动的方法，可以调节空气入口和灰尘排出口之间旋转方向的变化。接缝1160位于两个模具部分之间的接合处。参见图27的截面图，应当注意，安全元件1150包括0形环密封1170 ；和延伸部分 1171，它定位为轴向朝向安全元件1150的其余部分的出口 1175。延伸部分1171可便于安装和接合。在其它方式中，组件1100可根据本文的说明及其变化被构造，结合其它实施例。 另外，组件1100所述的改进可用于其它实施例。
K.图28-33的结构图28-33示出了另一个改进的结构。在这些附图中所示的空气滤清器组件1500 及其子部件，可大致类似于图24-27及其它前述附图所示的结构。本部分的中心在于某些特定的优选特征。可以理解，一般，附图中类似设置和示出的部件具有与前述附图所示部件类似的操作。在图观中，示出了组件1500，它包括外壳1503，所述外壳具有空气入口 1505，空气出口 1506和灰尘排出器落管1507。组件1500上还包括可选的固定结构、腿或支撑1508， 以便于固定。如同上文描述的其它结构，所述组件另外可通过单独的固定带或托架来固定。参见图28，外壳1503具有第一和第二相对的端部1516和1517。端部1516由具有出口管1506的盖部分1518闭合，所述出口管在这里是从盖部分突出的轴向出口管。参见图28，对于所示的结构，盖1518与端部1516成一体(S卩，不可分离)。另一个端部1517 —般是开口的维修端，由可打开的盖1520闭合。盖1520是可移去的，以便维修进入外壳1503的内部。盖1520通过分别安装在支座1523a和152 上的销1523和15 固定在位。盖 1520通过旋转定位或定位装置而被旋转定位，使得它只能在一个方向固定在位。对于盖 1520，提供了标记1525，用以指示在维修期间盖1520的合宜定向。具体地讲，所选的标记 1525是指向入口 1505方向的箭头。
对于所示的具体组件1500，外壳的部分1500a在接缝1500c处固定至部分1500b。 部分1500a相对部分1500b不可旋转。不过，形成两个部分的模具可在对应1500c的部分具有可旋转接头，以使两个部分1500a和1500b可作为单个部件模制，具有所需的部分1500a 相对部分1500b的任意优选旋转定向。一般选择旋转，使得入口管1505具有的方向优选适于使用空气滤清器1500的具体设备。对于图观所示的具体示例，入口管1505沿平行于标记1525的箭头方向，并大致沿平行于灰尘落管1507的方向突出，尽管其他方式是可行的。盖1520在外壳15 上的旋转定位，可通过多种结构提供。例如，参见图四，在开口端1517，外壳1503具有外部键或突出部分1530，其在组装过程中被容纳在盖1520上的接收部分或槽1531内。另外，在盖1520上提供键或突出部分1533，其容纳在外壳1503上的接收部分或槽1534内。另外，盖1520上包括键或突出部分1536和1537，见图30，在组装中，分别容纳在图四的槽或接收部分1538和1539内。最后，图四示出了接收部分或槽 1540接收与突出部分1533，1537和1536类似的键或突出部分，适当可旋转地位于图四的盖1520上，但不可见。现参见图30，其示出了盖1520的内表面1540。中央向内突出，盖1520包括加号 (或“ +，，)形突出部分1541，在使用中，它容纳在主过滤器元件1551上的加号(或“ +，，)形接收部分1550内。参见图30，所示的加号(或“ + ”)形突出部分1541具有基本中空的内部1541a，并且沿朝向空气滤清器1500的内部方向开口。当然，加号(或“ +，，)形突出部分1541和加号(或“ +，，)形接收部分1550之间的接合，防止主元件1551在组装后和运行中转动。加号(或“ + ”)形允许在盖1520和主元件 1551之间具有四个可能转动方向，尽管其它方案是可行的。如前文对于其它结构所描述的，优选在盖1520的内表面1540上具有类似于突出部分1541的突出部分，以接合在主过滤器元件1551 —端的适当形状的接收部分。选定的具体“ + ”形是一个示例。优选地，所选定的形状会是一旦发生接合，就不允许元件1551相对盖1520转动。因此，优选突出部分不是圆形的，并且接收部分不是圆形的。现参见图四。对于所示的具体结构，突出容纳在主元件1551内部的是支撑结构 1560。所述支撑结构可以是二次过滤元件的部件，或者它可以只包括框架，以支撑包含介质的主过滤元件1551的内部。因此，支撑结构1560可与上文结合图24-27所述的安全元件 1150的结构类似。支撑结构1560和先前所示支撑结构的不同在于闭合端1561，见图四。具体地讲， 在闭合端1561，示出了横贯端部1561延伸的中央凹处1563。一般，希望结构1560是注模的。将塑料引入注射模具的常见位置是端部件1561 的中心1564。所述模制操作会在中心1564留有小的塑料突出部分或毛刺。使模具成形以形成凹处1563，确保了中心1564处的塑料毛刺或突出部分包含在凹处1563内。这意味着， 当操作者的手压抵端部1561，毛刺1564凹入，并在安装过程中降低了操作者的不适感。现参见图32，其中示出了可维修主过滤元件1551的侧视图。一般，它具有与上文结合图M-27所述的实施例类似的部件。就是说，它包括外支撑结构1580，优选具有无孔的挡板区域1581和多孔、有孔或开口的区域1582，其周围环绕有框架1583。元件包括开口端 1590，闭合端1591，以及在其间延伸的介质1592。可选的中央环形突出部分1593便于在特定制造步骤中的机器操纵。介质1592可包括多种类型的介质。对于所示的示例，介质1592是褶皱介质1594。所示的具体主过滤元件1551具有锥形部分，因此在区域1595，介质1592具有比在端部区域1596稍大的外径，类似于前文所述的实施例。锥形形状可如同前文中其它实施例所述。在端部1590，示出了可压缩轴向密封垫圈环1600。环1600可与图5的环或肋70 类似，优选包括可压缩聚氨酯泡沫并优选具有不大于30 Shore A的硬度。主过滤元件1551上还包括可选的防尘板1610，如同环形向外突出的环，与端部 1590间隔。这与图M-27的实施例所示的结构类似。固定结构1620位于框架1580上挡板1610和端部1600之间的位置。固定结构1620包括间隔的突出部分1621，设置与前述实施例中的间隔突出部分的操作类似。不过，突出部分1621具有与图沈的结构稍微不同的形状，这在图32中可以看出。具体地讲，突出部分1621包括在端部1625和16 之间延伸的相对表面1623， 1624。表面16M被设置以在扭转锁定操作中接合外壳中的突出部分或支架结构，以将元件1551固定在位，与前述其它实施例的操作类似。随后，表面16M优选具有凸轮表面1630，其从端部1590朝向防尘环1610或端部 1591凹入(从顶端1625延伸)。所述凸轮表面1630终止于表面部分1631，而表面1631自身终止于止块1632。因此，在操作中，元件1551会被推入外壳，直到顶端1625通过支架、凸耳、或类似于图9中突出部分140的突出部分。元件1551的转动会带动顶端1625围绕突出部分，使凸轮表面1630和突出部分之间接合。连续转动会带动突出部分沿表面1631，直到止块1632接触到外壳中的支架、凸耳或突出部分。不同于图沈的结构，突出部分1620没有绕表面1640朝向下一个相邻突出部分径向延伸的尾部。这使得端部16 和下一个相邻突出部分1620的顶端1625之间留有(相对)更大的间隙。优选地，提供有角度间隔为至少20°，更优选至少35° -70°，以便组装。在图33中，示出了用于形成主过滤元件1551的框架1583。图33的框架1583可类似于图沈所示的框架。仍参见图32，当与外壳上的适当突出部分或支架结构结合使用时，一般固定结构 1620包括非连续行进(treaded)的旋转互锁结构部分。此外，固定结构1620包括突出部分或段1621的分段环，每个与相邻的下一个径向间隔；并且每个都优选与框架1580成一体 (即模制成框架1580的一部分)。突出部分的数量，一般表示主元件1551在图观的外壳 1503中可能的旋转方向的数量。在图33中，示出了可用于形成类似于图32的元件1551的主过滤元件的外框架或外支撑结构1580。框架1580在组件中的使用类似于上文结合图8所述。参见图33，注意端部1640，在使用中被端盖盖住。端部1640具有开口(有孔)部分1641，由框架1642，尤其是径向件1643和中心件1644生成。在中央区域，端部1640包括闭合的(无孔的)部分1650，其内具有中央接收部分或凹处1645。所示的具体中央凹处1645具有加号(或“ + ”)形状，用于在使用中容纳盖上的突出部分。使用框架1580制造元件时，褶皱介质会被置于框架1580内部，褶皱介质一端接合框架1642。在相对端1640，1670形成有密封端盖，在端部1670的端盖或封盖是开口的，并形成轴向密封1600，见图32。介质通过环绕凸入框架1580的开口中央的中央部分1650，沿紧靠框架1642的内侧被支撑。在端部1640，材料会被封入端盖材料(或密封)，以覆盖开口区域1641，而不覆盖中央部分1650和凹处1645。其结果类似于上文所示及讨论，例如结合图4所示及讨论的结构。为方便起见，在图31示出了图观的组件1500的截面图。该视图与图3的视图类似。在该附图中，可看到主元件1551，支撑1560，外壳1503和盖1520。如上所述，内支撑1560可包括二次过滤器的支撑，例如上文对于其他实施例的描述。现参见图31。在图31中可以看到，当闭锁时，每个销包括突出部分1523b，其在闭锁过程中延伸穿过外壳1503的部分和盖1520的部分。这与上文结合图27所示的结构类似。参见图四，应当注意，内支撑1540上包括0形环1700，用于使用期间在外壳上径向密封。所述密封在图32中示出。
L.材料和构造美国申请10/691，856和PCT申请US 03/33952的原理可应用在各种尺寸、形状和构造的设备中，并可使用各种材料。不过，所述原理是被开发应用在优选的结构和构造中的，并采用特定优选的材料。例如，一般所示的构造会尤其适用作车辆的空气滤清器，所述车辆具有气流需求， 在额定工作状态下，每分钟约1500立方英尺(cfm)或更少，通常约300cfm或更少；S卩，约43 立方米或更少，通常约9立方米或更少。这些类型的空气滤清器一般可在使用小型气体发动机或小型柴油发动机的设备上找到。使用在所述用途中的通常空气滤清器具有的外壳总体外径约为至少130mm，通常为130-170mm ；并且外壳侧壁的长度为至少300mm，通常300-600mm(即，端部16和17之间的距离)，见图1。主过滤器滤芯30的外支撑90具有的最大外径Dl为至少120mm，并且具有的最小外径D2约为IlOmm或更小，在两端之间具有锥角或锥度(S卩，图6的角A，其中点线950平行于图3的中心轴12)，以约至少1°的角度延伸，通常角度在2° -4°的范围内， 并且具有的总长度至少为100mm，通常为110-150mm。图8中的孔102具有至少115mm的直径,通常 118mm-125mm0一般，肋70和互锁结构1 的尺寸材料应被选择具有，使肋70在使用中压缩至少 0. 5mm，通常l-2mm。肋70，并且实际上端盖92的理想材料是泡沫聚氨酯，优选选定具有不大于约30的Swre A硬度，并优选不大于约22，最优选低于20。优选通过所述结构，选定的聚氨酯配方具有高泡、非常柔软的模制端盖。优选地，所选定的配方会使端盖(由聚氨酯模制而成的部件)具有的模制密度不大于观磅/立方英尺(约450千克/立方米)，更优选不超过22磅/立方英尺(355千克 /立方米)，通常不大于18磅/立方英尺Q90千克/立方米)并且优选在13-17磅/立方英尺Q08-275千克/立方米)的范围内。此处术语“模制密度”是指其标准定义，即重量除以体积。可以使用排水量测试或类似测试来确定样品模制泡沫的体积。在应用体积测试时，不需要求得多孔材料的孔的水吸收量，并取代孔所代表的空气。因此，使用排水量测试来确定样本体积是一种直接的置换，不需要等待一段长时间来取代材料孔内的空气。换种说法，对于模制密度计算，只需要利用由样本的外周所表示的体积。—般，压缩载荷挠度是物理特征，表示坚固性，即抗压缩性。一般，它通过使给定样本挠曲其厚度的25%所需的压力值来测定。压缩载荷挠度测试可根据ASTM 3574进行，其在此被结合入本文。一般，压缩载荷挠度可结合稳定的样品来评估。通常的技术是测量在 75° F下已完全固化72小时，或在190° F下强制固化5小时的样本的压缩载荷挠度。优选的材料是，当被模制时，样品在158° F下热老化7天后测量，根据ASTM 3574 显示的压缩载荷挠度平均为14psi或更小，通常在6-14psi范围内，优选在7-lOpsi范围内。压缩形变是对(承受一定类型的压缩和处于一定条件下的)材料样品在压力被移除时，返回至其先前厚度或高度的程度的估计。估计氨基甲酸乙酯材料压缩形变的条件也在ASTM 3574中提供。通常理想的材料是这样的，一旦固化，当对压缩至其高度的50%并且在180° F的温度下保持该压缩22小时的样品进行测量，该材料具有的压缩形变不大于约18%，并且通常约8-13%。一般，压缩载荷挠度和压缩形变特性可在由与用于形成端盖相同的树脂制备的样品塞上，或从端盖切割下的样品上进行测量。通常，工业处理方法会涉及定期制作由树脂材料制成的测试样品塞，而不是直接测试从模制端盖切下的部分。可用于提供所述材料的聚氨酯树脂系统，可从多个聚氨酯树脂配方设计师处容易获得，包括供应商例如BASF Corp. ,Wyandotte MI，48192，其中所述材料具有的物理特性在上文定义的模制密度、压缩形变和压缩载荷挠度范围内。一种可用材料的示例包括下述聚氨酯，加工成终端产品，具有“模制”密度为14-22 磅/立方英尺OM-353千克/立方米)。所述聚氨酯包括由I36070R树脂和I3050U异氰酸酯制成的材料，它由 BASF Corporation, Wyandotte, Michigan 48192 向受让人 Donaldson 独家提供。所述材料通常以100份I36070R对45. 5份I3050U异氰酸酯(按重量计)的混合比进行混合。树脂的比重为1. 04(8. 7磅/加仑)，而异氰酸酯的比重为1. 20(10磅/加仑)。所述材料通常用高动力剪切混合器混合。组分温度应当为70-95° F。模具温度应当为 115-135° F。树脂材料I36070R具有下述说明
(a)平均分子量
1)基聚醚多元醇=500-15,000
2)二元醇=0-10，000
3)三元醇=500-15，000
(b)平均官能1)总系统=1. 5-3. 2
(c)羟基数
1)总系统=100-300
(d)催化剂
1)胺=空气乘积0. 1-3. OPPH
(e)表面活性剂
1)总系统=0. 1-2. OPPH
(f)水
1)总系统=0. 2-0. 5%
(g)色素/染料
1)总系统=1-5%碳黑
(h)发泡剂 1)水I3050U异氰酸酯的说明如下
(a)NCO 含量-22. 4-23. 4wt%
(b)粘度，cps在 250C= 600-800
(c)密度=1.21g/cm3，在25°C
(d)初始沸点-190°C，在5mmHg
(e)蒸汽压=0.0002Hg，在 25°C
(f)外观-无色液体
(g)闪点(Densky-Martins闭杯)=200°C选定用作介质的材料可以不同，取决于预期使用环境和不同可褶皱基层的可用性。可使用传统的介质，可购自于供应商，例如马萨诸塞州的HolIingsworth和Vose of East Walpole0可以预见，在通常的结构中，褶皱85约为3/8英寸至3英寸(0. 9cm至 7.6cm)深，使用锥形元件时绕内径的褶皱数在较大直径端约为10-14个/英寸(在较小直径端为15-20个/英寸)。主过滤器滤芯30的主要结构部件，即支撑90，一般由刚性塑料，例如填充玻璃的尼龙(例如33%玻璃填充的尼龙6/6，1.5mm厚)制成。所述部件一般可通过塑料模制作业，例如注模制成。作为主过滤器滤芯30的内支撑，或同时作为主过滤器滤芯30的内支撑和可选安全滤芯31的外支撑的支撑结构160，一般会通过类似用于形成支撑90的刚性塑料使用类似的模制工艺制成。介质65或安全过滤器滤芯31对于具体应用是优选的问题，并且通常是非褶皱的介质，其一侧涂有选定的表面改性剂，例如增粘剂。优选地，主过滤器滤芯和二次过滤器滤芯以重量计的至少98%不含金属，最优选 100%不含金属。外壳侧壁段261和沈2(或对于图14实施例的300是侧壁段301)，优选由塑料材料，例如玻璃填充的尼龙(例如33%玻璃填充的尼龙6/6，2mm厚)模制而成。对于这些部件，可使用注模工艺。优选地，每个部件(除可由金属扣环加固以容纳螺栓用于连接其它部件例如车架和/或销外)以重量计的至少98%不含金属，优选100%不含金属。金属扣环可使用在，例如，固定腿8或支管6a的内侧。对于所示的具体优选实施例，盖20的大小和形状适合由塑料材料模制而成。可以预见，一般包括挡板37和斜坡36的预清器35，会由例如玻璃填充的尼龙或聚丙烯通过注模工艺预模制而成，并且然后例如通过热熔，通过粘接剂或搭扣(机械)配合，连接到盖20的其余部分上。盖20的其余部分优选由与外壳段沈1，262所用相同的材料，在注模工艺中模制而成。销171可在所述工艺中与盖20—体模制。盖20优选至少98%不含金属，最优选100% 不含金属。入口管5通常具有的内径为约50-200mm，例如约60mm，并且出口管6会具有大约相同的内径。落管7会具有约45-55mm的内径，例如约51mm。通常并优选地，斜坡36从端部400至端部401会延伸通过约150° -280°的旋转， 见图5，并且会沿侧壁9纵向延伸至少与管5的入口直径等宽的一段距离，优选稍微大一些。上述尺寸，材料和具体所述形状，仅仅是示例性的，不意味着局限于此，除非特别表征。不过，从上所述可见，美国申请10/691，856和PCT申请US03/39952中所述的各种技术和改进可如何广泛适用于各上下文和具体应用。
II.空气滤清器和部件构造，图34-38图34的附图标记2000示出了根据本发明的空气滤清器的截面图。空气滤清器 2000包括外壳2001，具有主体部分或主体2002，所述主体具有开口端2002a，由可移去的进出口盖2003闭合。尽管其它方式是可行的，类似于先前结合图1-33描述的盖，盖2003通过销，示例性的销在2004处示出，在主体2002上固定在位。盖2003优选具有旋转定位结构(例如槽和键结构)，类似于结合先前附图所述。盖2003优选包括预清器装置，类似于前文所述并包括挡板2005，从端部200 伸入主体2002的内部2002b。挡板2005上包括气流斜坡结构2006，以对通过气流入口 2010进入内部2002b的空气施予环绕挡板2005的气旋形或环形运动。入口 2010优选是切向流入口。仍参见图34，空气滤清器2000包括固定在其内的主过滤元件或滤芯2020。主过滤元件2020包括在相对的端盖2022和2023之间延伸固定的过滤介质2021。端盖2022是闭合的端盖。端盖2023是开口的端盖。因此，通过介质2021进入由过滤器滤芯2020形成的内部2025的空气流，可最终通过空气滤清器主体2002的轴向清洁空气出口 20 从区域 2025向外排出。尽管其他方案是可行的，对于所示的具体示例，介质2021是褶皱介质20 ，在外衬2030和内衬2031之间延伸安置。可扩展的金属衬垫可用于衬垫2030和2031，当然其它方案是可行的。在一些应用中，可取消一个衬垫或两者都取消。不过，衬垫对于提供结构一体性是优选的，尤其对于较大的元件。尽管在一些应用中其他方案是可行的，对于图34所示的具体结构，闭合端盖2022 包括(a)模制在位的环2034 ；和(b)中央预成型的碗状物或突出部分结构2036。所述中央突出部分一般是预成型的，并且然后在环2034的模制过程中部分包埋在环2034中。这种大致类型特征的预成型件披露于申请日为2003年11月M日的美国申请10/721，934，该申请在2004年6月3日以2004/0103787A1公开，在此被结合入本文。参见图34，应当注意，突出部分2036从介质2021的端部2038附近的位置朝向相对的端部2039轴向向内延伸。在中央区域2040，突出部分2036包括反向截头圆锥部分2041，它回朝向盖2003轴向突出。突出部分2036因此可被视为具有中央锥形突出部分2041的碗状物。在中央区域，盖2003包括突出部分2045，轴向延伸进入滤芯2020的内部，尤其是延伸进入碗状物2036 ；具有中央部分，包括反向的轴向截头圆锥突出部分(带有匹配凹处)2046，其大小适合容纳突出部分2041。突出部分2036和2045之间的所述匹配突出结构，可有助于确保盖2003适当定位，以及滤芯2020适当定位。优选地，突出部分2045具有非圆形外周(例如，五边形，六边形，七边形或八边形)。优选地，突出部分2036在靠近介质 2021的区域2036a具有圆形外周截面(即锥形)。对于所示的具体空气滤清器2000，主过滤元件或滤芯2020 —般形状为锥形(或截头锥形)，具有介质2021在端部2039形成比端部2038更大的外周，外径或尺寸。因此，锥形滤芯2020的窄端2038伸入挡板2005，由其环绕。优选地，挡板2005沿滤芯2020轴向延伸其轴向长度的至少10 %，优选为其轴向长度的至少20%，并且最优选为其轴向长度的至少25%。仍参见图34，端盖2023优选包括模制的(通常是聚氨酯)端盖，在2060处形成外部环形的径向密封，用于密封在外壳主体2002的环形表面2061内。端盖2023的环形密封表面或区域2060可具有锥形形状，例如图35所示的台阶形状，在顶端2060a附近为窄尺寸，以便于密封。前文中描述的柔软可压缩的氨基甲酸乙酯可在此处用于端盖2023，尽管其它方案是可行的。端盖2023上包括径向间隔的轴向档或突出部分2065，以在长度上提供公差吸收。 档2065可以是环段，如图所示，尽管其他方案是可行的。类似的端盖2022在2070处具有隆起或突出部分。突出部分2065和2070不需要具有相同的尺寸或形状。尽管其它方案是可行的，但在所示的具体示例中，端盖2023在安装时不与外壳 2001的任何部分形成轴向密封，也不与外壳2001的任何部分形成内部径向密封。因此，在图34的优选形式中，它(和相关的滤芯)可以称为“无轴向密封”和“无内部径向密封”。仍参见图34，对于所示的具体空气滤清器2000，位于内部空间2025中的是二次或安全过滤器2080 ；过滤器2080包括在相对的端盖2082和2083之间延伸的介质2081。端盖2083是闭合的端盖，其中没有通孔。它包括轴向突出部分2084，具有大致截头锥形，在这里是圆形截面，设置为轴向伸入主元件2020的突出部分2040，并远离端盖2082。这会有助于使主元件2020居中，并支撑安全元件2080。尽管其它方案是可行的，介质2081可置于内和外支撑衬垫2080a，2080b之间，如图所示。可以使用金属网衬垫或其他结构。介质2081可采用褶皱介质，但在一些情况，也可采用其它介质类型。端盖2082是开口端盖，其内具有气流孔2088。端盖2082围绕孔2088在部分2089 处提供外部环形径向密封表面，用于通过外侧或环形的径向密封，径向密封外壳主体2002 的外壳轴向凸缘2090。尽管其它方案是可行的，优选端盖2082被设置以只形成所示的外侧径向密封，并且不与空气滤清器2000的任何部分形成轴向密封或内部径向密封，尽管其他方案是可行的。因此，对于所示的优选结构，安全或二次滤芯(元件)2080和端盖2082都是“无轴向密封”和“无内部径向密封”。
仍参见图34，在2095处示出灰尘落管。在工作中，空气会通过入口 2010进入，所述入口在一些应用中可置于不同于所处位置的旋转位置。灰尘被引入包括斜坡2006的气旋预清器装置，以被引导为气旋流，类似于结合先前附图的描述。此外，盖2003可具有旋转定位，以为斜坡2006相对于入口 2010提供适当的定向。灰尘部分被驱通过区域2097，朝向灰尘落管2095排出。空气通过过滤器滤芯2020而被过滤。然后通过安全滤芯2080，并且通过出口管20 向外排出。仍参见图34，主滤芯2020包括靠近端部2050的预成型挡板结构2100，它包括 (i)轴向延伸部分或挡板2101，其在所示的结构中大致具有圆形截面和稍微呈截头圆锥形状；和(ii)向外(径向)凸出的环或凸缘2102，其在所示的示例中是圆环。所述环或凸缘 2012 一般设置以阻止灰尘进入主元件2020的密封区域2104，所述密封区域靠近灰尘排出管2095所处的主体2001的区域。所述凸缘优选从轴向挡板或延伸部分2101向外延伸至少 5mm,例如 5-15_。轴向延伸部分2101用作挡板或轴向挡板部分，在该位置环绕滤芯2020延伸。预成型件2100 —般具有端部部分，在组装过程中埋入端盖2023中，如图所示。通常，预成型件2100不在相对的端盖2022和2023之间完全延伸。优选地，轴向延伸部分2101从凸缘2102远离端盖2082并朝向滤芯2080的相对端，即朝向端盖2083，轴向延伸滤芯2020轴向长度的至少5%的距离，通常和优选是该长度的至少15%。端盖2065的端盖材料和环2022在许多情况包括柔软可压缩的泡沫聚氨酯，如前所述。端盖预成型件2036 —般由更刚性的塑料，例如聚丙烯，尼龙或类似材料形成。类似地，端盖2082可由本文表征的柔软发泡的聚氨酯形成，而端盖2083通常由更硬的模制材料形成，一个示例是聚氨酯的更硬形式。在图35中，示出了过滤器滤芯2020，其一部分被剖开以示其截面。在图36中，示出了端盖2022的端视图。应当注意，滤芯2020和外壳2001之间不提供扭转锁定连接，或旋转致动连接。因此，优选的滤芯2020可以说无所述部件，或可以类似术语表征。在图37中，示出了安全元件2080的侧视图，其一部分被剖开。在图38中，示出了朝向端盖2083的端视图。应当注意，在图34中，示出了端盖2023和2082的可变形聚氨酯的某些部分，如同它们没有被变形。对于所示的示例实施例，通过画出与相关外壳部分重叠，示出了在密封过程中哪里可发生端盖变形，并且达到什么程度。尽管其他方案是可行的，下述尺寸是结合附图34-38所述原理的示例应用的表示。对于主过滤元件或滤芯2020，总长度为511. 4mm，不算端盖外表面上的轴向突起；每个突起约为6-8mm高，因此包括突起的总长度为约525_5^mm。径向密封端盖2023的最大外径尺寸约为四8讓。闭合端部2022的最大外径约为M4mm。由此，可确定所示示例的锥形的锥度，尽管它也可以从附图中进行测量。其他示例尺寸包括挡板部分2101从环2102轴向朝向端盖2022的距离为 70-80mm ；突出部分2036从端盖2022的外表面向内最深的延伸部分，其深度为至少15mm， 通常至少20mm，经常约40-45mm ；区域2041的轴向突出部分从区域或碗状物2036向内凸出的最深点回向盖2003的轴向延伸部分约为10-20mm。对于安全元件2080，端盖2083的其余部分的突出部分2084在其外表面上的轴向示例尺寸约为15-25mm。突出部分2045进入滤芯2020，即进入碗状物2036的程度通常为至少15mm，经常为至少20mm。主滤芯2020上的突出部分2041轴向向外延伸至少约10mm，与端盖2083的突出部分2084的凸出量(至少IOmm)类似。主过滤器滤芯2020的外表面的锥角示例可以是从端盖2023朝向端盖2021以至少1°的角度，通常约1-10°，例如约2-7°向内收缩。安全元件2081可使用类似的角度。应当注意，对于所示的主过滤器滤芯2020，挡板结构2100是独立于衬垫2030制成的预成型件，两者都埋入端盖2022，以固定在过滤器滤芯中。用于主过滤元件的预成型件和端盖的其他相关尺寸，以及外壳的其它尺寸可从附图34和35根据上述尺寸使用比例进行估算。对于安全元件，不算突出部分2084，总长度约为475mm，突出部分2084延伸约额外的21mm。开口的外径向密封端盖2082的最大外径约为150.9mm。对于示例，其它示例性尺寸可根据所述比例从附图中得到。当然，这些尺寸的其他方案是可行的，示例性尺寸仅提供示例。尽管其它方案是可行的，但应当理解，这些示例性尺寸表示当前特征适于应用，如果需要，在相对较大的空气滤清器中，例如其中主过滤元件或滤芯2020具有的轴向长度至少为450mm，并且最大外径(尺寸)至少为250mm。
III.其他空气滤清器和部件构造，图39-47图39中的附图标记2500示出了本发明空气滤清器的另一个实施例的截面视图。 空气滤清器2500包括外壳2501，它具有主体部分或主体2502，所述主体具有通过可移去的进出口盖2503闭合的开口端2502a。尽管其它方案是可行的，类似于前文结合其它实施例所述的盖，盖2503通过销2504在主体2502上固定在位。参见图40，示出了对于具体空气滤清器2500，朝向盖2503的组件2500的端视图，三个径向均勻间隔的销2504用于将盖 2503固定在位，尽管其它方案是可行的。如图39所示，对于所示的组件，每个销2504在固定时延伸通过主体2502和盖2503，尽管其它方案是可行的。盖2503通常并优选具有旋转定位结构(例如槽和键结构)，类似于前面实施例所述。参见图40，在250 处示出了一个槽和键结构，包括盖2503上的槽2504b和主体2502 上的突出部分或键2504c。参见图39，盖2503优选包括预清器装置，类似于前文所述并包括挡板2505，固定在盖2503上并从端部250 伸入主体2502的内部2502b。挡板2505上包括气流斜坡结构 2506，设置以向通过气流入口 2510进入内部2502b的空气提供环绕挡板2505的气旋或环形运动。通常，入口 2510被设置为切向流动入口。仍参见图39，空气滤清器2500包括固定在其内的主过滤元件或滤芯2520。主过滤器滤芯2520包括过滤介质2521，在相对的端盖2522和2523之间固定延伸。端盖2522 是闭合端盖。端盖2523是开口端盖。因此，通过介质2521进入由过滤器滤芯2520形成的内部2525的气流可最终通过空气滤清器主体2502的轴向清洁空气出口 2528从区域2525 向外排出。尽管其它方案是可行的，但对于所示的具体示例，介质2521是褶皱介质25 ；而滤芯2520具有锥形形状。在图41中，以截面图示出了滤芯2520。参见图41，所示的滤芯2520包括预成型件，它具有外部延伸部分2530，被设置以在端盖2522和端盖2523之间延伸。应当注意，图 41中所示的滤芯2500是无内衬的；即它没有内衬邻近介质2520，在端盖2522和2523之间延伸。在该位置的内支撑由下文讨论的其它结构提供。尽管在某些应用中其他方案是可行的，对于图41所示的具体滤芯2520，闭合端盖 2522包括(a)模制在位的环2534 ；和(b)预成型部分2536。预成型部分2536包括一部分，与外部结构2530成一体，以形成单个预成型件2530x。预成型部分2536包括中央无孔的区域2536a，和外部有孔的环区域2536b。外部环区域2536b —般是格栅或其它有孔结构，允许在元件的构造过程中树脂流动(上升)从中穿过。如此，预成型部分2536大致类似于端部101的框架110，见图8。另外，不同于图35所示实施例的预成型件2100，预成型件2530x在相对的端盖 2522和2523之间完全延伸。仍参见图41，预成型部分2536还包括凸缘2536c，在滤芯2520的闭合端，沿介质 2520的内表面设置。介质2520然后设置在凸缘2536c和外支撑2530之间。从凸缘2536c径向向内间隔，设置有中央端部无孔区域2536a。中央无孔区域 2536a包括突出部分2536d，它向内与凸缘2536c间隔，并且凸入滤芯2500的内部区域 2525。凸出量通常至少为5mm，经常至少IOmm并在某些情况至少15mm。中央无孔区域2536a还包括端部2536e，其内包括中央凹处2536f，形成截头锥形凹处，沿轴向方向(轴向)远离端盖2523突出。换句话说，中央无孔区域2536e上包括截头锥形突出部分2536g，它轴向远离端盖2523突出。当然，突出部分2536g的内表面形成截头锥形凹处2536f。中央无孔区域2536e和截头锥形凹处2536f的特征类似于结合附图34和35所述的特征。不过，对于图41的滤芯2500，突出环或凸缘2536d始于与介质包间隔的位置，不邻靠介质包，并且中央凸缘2536置于介质包和突出部分2536d之间。参见图39，在中央区域，盖2503包括突出部分2545，轴向向滤芯2520的内部延伸，尤其伸入由中央无孔区域2536形成的碗状物中，具有包括反向轴向截头锥形突出部分 2536g的中央部分容纳在盖2503的中央截头锥形凹处254 中。优选地，突出部分2545具有非圆形的外周(例如五边形，六边形，七边形或八边形)，尽管其它方案是可行的。在一些情况，突出部分2536d可具有圆形侧面界定，用于接收盖2503上的突出部分2545，尽管同样其他方案是可行的。接下来参见图41A，预成型件2530包括无孔轴向挡板区域2530a和有孔支撑区域2530b。无孔挡板区域2530a优选位于端盖2523附近，并沿滤芯2500的外侧，环绕图39 的介质2520轴向延伸一段距离，该距离优选相当于不大于滤芯2500的轴向长度的50%，通常并优选不大于该距离的30%，并经常不大于该长度的25%。有孔区域2530b通常并优选至少50%开口，并延伸经过滤芯轴向长度的至少50% 的轴向距离，并且通常为滤芯轴向长度的至少60% (经常至少70% )。所示的具体外部预成型支撑2530，包括中央突出部分2531，类似于图沈的突出部分 1146。
参见图39，对于所示的具体空气滤清器2500，主过滤元件或滤芯2520 —般为锥形 (或截头锥形)，具有介质2521，所述介质在端部2539形成比端部2538更大的外周，外径或尺寸。因此，锥形滤芯2520的窄端2538在安装过程中伸入图39的挡板2505，由其环绕。图39的挡板2505沿滤芯2520轴向延伸滤芯2520轴向长度的至少10%，经常为该轴向长度的至少15%，通常为该轴向长度的至少20%，并且在很多情况为该轴向长度的至少25%。参见图41A，端盖2523通常包括模制的(通常是聚氨酯)端盖，足够柔软并可压缩以在2560处形成外部环形径向密封，用于密封在外壳主体2502的环形表面2561中，见图 39。区域2560的环形密封表面和端盖2523可具有收缩的形状，例如如图41所示的台阶形状，在顶端2560a附近为窄尺寸，以便于密封。前文所表征的柔软可压缩的氨基甲酸乙酯可用作端盖2523，尽管其它方案是可行的。应当注意，图39中示出了区域2560和外壳台阶2561之间的重叠，以示出通常的
压缩量。尽管其它方案是可行的，在所示的具体示例中，端盖2523在安装时不与外壳2501 的任何部分形成压缩的轴向密封，也不与外壳2501的任何部分形成内部径向密封。参见图39-42，应当注意，滤芯2500不包含任何旋转接合结构，用于与外壳相互作用。而是在安装过程中，通过在区域2560密封的压缩固定安置在外壳内。因此，滤芯2500 可被说成“无旋转接合结构”。可取出和可更换维修部件的滤芯2500，通过盖2503固定在外壳2501内。参见图39，对于所示的具体空气滤清器2500，设置在内部空间2525的是二次或安全过滤器2580。参见图43，43A和44，二次或安全过滤器2580包括在相对的端部结构2582， 2583之间延伸的介质2581。介质2581被支撑在框架2584内，尤其在肋结构2584a内。滤芯2580 —般通过将介质2581置于模具中，并注模肋结构2584a ；沿框架2584的剩余部分， 而制成。在图43的端部结构2582具有端盖2582a，它是闭合端盖。端盖2582优选包括轴向向外凸出的截头锥形突出部分2582b，设置为远离端盖2583延伸，并且其大小适合在安装过程中容纳在图41所示滤芯2520上的内部突出部分2536f中，见图39。这有助于使主元件2520居中，并对安全元件2580提供支撑。在图43中，以截面图示出了安全滤芯2580。端部2583包括密封结构2594，围绕开口孔259 设置，以形成内部径向密封，在安装时抵靠外壳2501上的凸缘2585。密封结构2594可以是，例如模制在位的密封结构，包括模制的聚氨酯，尽管其它方案是可行的。参见图43，应当注意，安全滤芯2580包括框架2586，所述框架包括轴向肋2584a， 和径向凸缘2586a，具有轴向支撑2586b，用于支撑由结构2594形成的密封。参见图39，框架2584为滤芯2520的介质2521提供下游支撑和内部支撑。参见图 43A，所示的安全滤芯2580具有框架2584，包括径向环箍或支撑2584b，以利于支撑。应当注意，在一些应用中，可能不需要安全滤芯。在这些情况，可以安装没有介质的框架2584，例如在使用时支撑滤芯2520的褶皱介质25 。再次参见图39，在2595处示出灰尘落管。在工作中，空气会通过入口 2510进入， 所述入口 2510在一些应用中，位于与所示位置不同的旋转位置。灰尘会被引入包括斜坡2506的气旋预清器装置，被引导形成气旋流动，类似于根据前述附图进行的描述。此外，盖 2503可具有旋转定位，为斜坡2506相对于入口 2510提供适当的定向。灰尘部分被驱通过区域2597，朝向灰尘落管2595，以便排出。空气通过过滤器2520而被过滤。如果有的话， 空气然后通过安全滤芯2580，并通过出口管2528向外排出。仍参见图39，主滤芯2520包括，邻近端部2550，预成型的挡板结构沈00，所述挡板结构包括(i)挡板2530a的轴向延伸部分2530b，其在所示的结构中一般具有圆形截面和锥形形状；和(ii)向外(径向)凸出环或凸缘沈02，其在所示示例中是圆环。环或凸缘 2602 一般设置以阻止灰尘进入主滤芯2520的区域2604，该区域靠近灰尘排出器2595所处的主体2501的区域。凸缘经常从轴向挡板或延伸部分沈01的其余部分向外延伸至少5mm， 通常至少10mm，例如10mm-20mm。端盖2523的端盖材料和环2522在很多情况可包括柔软可压缩的泡沫聚氨酯，如上文和此处所述。端盖预成型件2536(和框架2530的其余部分)一般由更刚性的塑料，例如聚丙烯，尼龙或类似材料制成。安全元件的端盖2582，也通常由更刚性的塑料材料，例如刚性聚氨酯，聚丙烯，尼龙或类似材料制成。安全元件的密封2584(用于支撑)通常包括所述的柔软可压缩的泡沫聚氨酯。参见图39和39A，应当注意，当主过滤器滤芯2520和安全过滤器滤芯2580 (或支撑)均安装时，主滤芯2520设置具有端盖2523的部分轴向重叠安全元件2580的端盖2583 的部分。具体地讲，参见图39A，安全元件2580的径向突出部分2586a，充分径向凸出，从而在安装时，它在轴向上被(主元件2520的)端盖2523的最上部分径向重叠。所述重叠是为了方便，允许两个元件置于被限制并理想限定的空间内。对保持安全元件2580，通常不使用所述重叠。通常，安全元件的定位和保持会固定在相对端，涉及安全元件(或支撑)2520 的突出部分2582b，见图39，容纳在主滤芯的凹处2536f中。(此外，可以使用不带介质的安全元件2580的框架，作为主滤芯2520的支撑)。现参见图39A，它是图39的部分的放大局部图。在图39A中，示出了凹槽沈20和端盖2523。凹槽沈20从端盖2523的外部轴向表面沈21向内朝向滤芯2520的介质2521 延伸。凹槽沈20来自于用于模制端盖2523的模具的制造物。凹槽沈20—般从表面沈21 向内延伸的轴向距离至少为1.5mm，通常为1.5-5. Omm0从图45朝向端部2523的滤芯2520 的示意性端视图可见，凹槽2620优选是连续和环形的。凹槽沈20通常设置为从端盖的径向密封区域的外表面2560向内的距离至少为 1.5mm，通常至少3mm，经常5-10mm。尽管在一些情况其它方案是可行的，凹槽沈20通常具有最内部分^20i，轴向与支撑2530的端部2530y对准，或者凹槽沈20的最内部分沈20士从所述轴向对准径向偏移不大于3mm。(应当注意，表面2523x不与表面2560同高，经常它约为相同或在小0. 2-1. 5mm的范围内，如图所示。)用于形成凹槽沈20的模制工艺可用于方便地在径向密封表面2560和支撑2530b 之间形成径向密封区域2560b。具体地讲，液体可被注入对应图39A中区域2560b的模制区域，并且可以控制溢出，因为树脂量由用于形成凹槽沈20的模具环的尺寸控制。过量的树脂随后可流入对应图39A中模制端盖部分沈22的模具区域，在这里较少关注过量的材料或溢出。在图46和47中，示出了预成型件2530的侧视图和透视图。
在图39-47的选定的附图中，示出了示例性尺寸。尽管其他方案是可行的，所述尺寸表示可用的示例。示例尺寸如下AA = 375-475mm,例如 425mm(16. 73 英寸)；BB = 19. 9mm(0. 78 英寸)；CC = 101. 6mm(4. 0 英寸)；DD = 165mm(6. 5 英寸)；EE = 140mm(5. 51 英寸)；FF = 50. 8mm(2. 0 英寸)；GG = 259mm(10. 2 英寸)；HH = 98mm(3. 86 英寸)；II = 227. 3mm(8. 95 英寸)JJ =109. Omm (4. 29 英寸)；KK = 101. 6mm (4. 0 英寸)；LL = 300_400mm，例如 358. 9mm (14. 13 英寸)；MM=至少 1°，通常 1° -5°，例如 1.8° ；NN = 130-190mm，例如 161. 5mm(6. 36 英寸)；00 = 160-225mm,例如 194. 5mm(7. 66 英寸)；TT = 210. 9mm(8. 3 英寸)；UU 和 Wff = 366. 3mm(14. 42英寸)；VV=至少 1°，通常 1° -5°，例如 1.8° ；YY = 95. 9mm(3. 78英寸)； ZZ = 129. Omm(5. 08 英寸)；Al = 25. Omm(0. . 98 英寸)；A2 = 12. 3mm(0. 48 英寸)；A3 = 7. 3mm (0. 29 英寸)；A4 = 1. 2mm (0. 05 英寸)；A5 = 12. Omm (0. 47 英寸)；A6 = 11. 6mm (0. 46 英寸)；A7 = 0. 4mm (0. 02 英寸)；A8 = 0. 3mm (0. 01 英寸)；A9 = 7. Imm (0. 28 英寸)；AlO = 6. lmm(0. 24英寸)；All = 1. 2mm(0. 05英寸)；A12 = 0. 5mm(0. 02英寸)；A13 = 7. 8mm(0. 31 英寸)；A14 = 13. 3mm (0. 53 英寸)。尽管其它方案是可行的，应当指出，这些示例尺寸表示当前特征适于应用在，如果需要，中等尺寸的空气滤清器，所述空气滤清器的大小介于图34-38的大型空气滤清器示例的最大和对应图1-33特征的最小示例之间。
38
权利要求
1.一种空气过滤器滤芯，包括(a)第一端和相对的第二端；(i)所述第一端具有气流出口孔从中穿过；(b)过滤介质的锥形延伸部分，在所述第一端和第二端之间延伸；(c)第一开口端盖，靠近所述过滤器滤芯的第一端； (i)所述介质被埋在所述第一开口端盖中；( )所述第一开口端盖具有周边，所述周边处具有环绕所述过滤介质的端部的外部环形径向密封；(d)预成型件，所述预成型件被埋在所述第一开口端盖中；(e)第二闭合端盖，所述第二闭合端盖靠近所述过滤器滤芯的第二端；(i)所述第二闭合端盖包括中央突出部分，所述中央突出部分向所述过滤器滤芯内部延伸的距离为至少15mm ；( )所述第二闭合端盖中央突出部分包括沿背离所述过滤器开口端盖的轴向方向延伸的中心件；(iii)所述中心件限定沿背离所述第一开口端盖的轴向方向延伸的内部截头圆锥凹处。
2.根据权利要求1所述的空气过滤器滤芯，其中 (a)所述预成型件包括环绕所述介质的部分。
3.根据权利要求1和2中任一权利要求所述的空气过滤器滤芯，其中 (a)所述预成型件包括从其径向向外延伸的径向挡板部分。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的空气过滤器滤芯，其中(a)所述预成型件包括环绕所述介质靠近所述第一开口端盖并且朝向所述过滤器滤芯第二端延伸的一部分。
5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的空气过滤器滤芯，其中 (a)所述预成型件环绕所述介质的一部分完全延伸至所述第二端。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的空气过滤器滤芯，其中(a)所述滤芯不包括在所述第一开口端盖和第二闭合端盖之间延伸的内衬。
7.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的空气过滤器滤芯，包括 (a)内衬，所述内衬在所述第一开口端盖和第二闭合端盖之间延伸。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的空气过滤器滤芯，包括 (a)外衬，所述外衬在所述第一开口端盖和第二闭合端盖之间延伸。
9.根据权利要求1所述的空气过滤器滤芯，包括(a)预成型件，所述预成型件埋在所述第二闭合端盖中并且具有中央无孔区域，所述中央无孔区域中具有中央突出部分限定凹处；(i)埋在第二闭合端盖中的预成型件与埋在第一开口端盖中的预成型件是分开的。
10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的空气过滤器滤芯，包括 (a)预成型件，所述预成型件埋在第二闭合端盖中，具有外部有孔区域。
11.根据权利要求1所述的空气过滤器滤芯，其中 (a)所述预成型件包括(i)外衬，所述外衬在所述第一开口端盖和第二闭合端盖之间延伸并环绕所述介质；(ii)径向凸出环，所述径向凸出环向外凸出的距离为至少5mm;和(iii)埋在所述第二闭合端盖中的部分，包括外部有孔区域和中央突出部分。
12.根据权利要求1所述的空气过滤器滤芯，其中(a)所述预成型件包括径向环部分，所述径向环部分从所述预成型件背离滤芯中心轴径向向外延伸至比所述第一开口端盖上的外部环形径向密封更径向向外的一位置。
13.一种空气滤清器组件，包括(a)外壳主体，所述外壳主体具有第一端，所述第一端上具有轴向气流出口；和第二开口端；所述外壳主体包括(i)内部环形主过滤器滤芯密封表面； ( )灰尘落管；和 (iii)气流入口 ；(b)维修盖，所述维修盖固定至所述外壳开口端；(c)主空气过滤器滤芯可操作地置于所述外壳内；所述主空气过滤器滤芯包括 (i)第一端和相对的第二端；(A)所述第一端具有气流出口孔从中穿过；( )过滤介质的锥形延伸部分，在所述第一端和第二端之间延伸；(iii)第一开口端盖，所述第一开口端盖靠近所述过滤器滤芯的第一端；(A)所述介质被埋在所述第一开口端盖中；(B)所述第一开口端盖具有周边，所述周边处具有环绕所述过滤介质的端部的外部环形径向密封；(iv)预成型件，所述预成型件被埋在所述第一开口端盖中；(ν)第二闭合端盖，所述第二闭合端盖靠近所述过滤器滤芯的第二端；(A)所述第二闭合端盖包括中央突出部分，所述中央突出部分向所述过滤器滤芯内部延伸的距离为至少15mm ；(B)所述第二闭合端盖中央突出部分包括沿背离所述过滤器开口端盖的轴向方向延伸的中心件；(C)所述中心件限定沿背离所述第一开口端盖的轴向方向延伸的内部截头圆锥凹处。
14.根据权利要求13所述的空气滤清器组件，其中 (a)所述灰尘落管靠近所述外壳的第一端。
15.根据权利要求13和14中任一权利要求所述的空气滤清器组件，其中 (a)所述气流入口是切向气流入口。
16.根据权利要求13-15中任一权利要求所述的空气滤清器组件，其中(a)所述维修盖包括预清器装置，所述预清器装置包括挡板和气旋斜坡结构； (i)所述挡板环绕所述过滤器滤芯的第二端。
17.根据权利要求13-16中任一权利要求所述的空气滤清器组件，包括 (a)锥形的安全元件，所述安全元件具有开口端盖和闭合端盖；(i)所述开口端盖形成径向密封；( )所述安全元件可操作地置于所述外壳主体中，具有(A)所述径向密封密封抵靠所述外壳主体中的密封凸缘；和(B)所述安全元件被所述主过滤器滤芯环绕。
18. 一种空气过滤器滤芯，包括(a)第一端和相对的第二端；(i)所述第一端具有气流出口孔从中穿过；(b)过滤介质的锥形延伸部分，在所述第一端和第二端之间延伸；(c)第一开口端盖，所述第一开口端盖靠近所述过滤器滤芯的第一端； (i)所述介质被埋在所述第一开口端盖中；( )所述第一开口端盖具有周边，所述周边处具有环绕所述过滤介质的端部的外部环形径向密封；(d)预成型件，所述预成型件埋在所述第一开口端盖中；(i)所述预成型件包括径向环部分，所述径向环部分从所述预成型件背离所述滤芯中心轴径向向外延伸至比所述第一开口端盖上的外部环形径向密封更径向向外的一位置。
全文摘要
本发明涉及空气滤清器。示出了优选的空气滤清器，它包括外壳和可取出并可更换的主过滤器滤芯。本发明示出了可选和优选的特征。优选的主过滤器滤芯是锥形形状。本发明示出了优选的可选安全或二次过滤器滤芯。提供了优选的组装和使用方法。
文档编号B01D46/24GK102350151SQ20111022800
公开日2012年2月15日 申请日期2005年8月24日 优先权日2004年8月25日
发明者D·L·伊丁斯, J·R·斯科特, S·S·吉斯克 申请人:唐纳森公司