过滤介质结构制造技术

本发明专利技术公开了过滤介质结构，其中，至少两层基本敞开间隔件和至少两层过滤介质/材料以交替顺序进行组合并围绕芯部卷绕，以形成至少两个不同的、连续或分开的卷状流体流动通道，这至少两个流体流动通道在径向上相邻但被过滤介质隔开，并且在轴向上从过滤介质结构的入口侧延伸到出口侧，从而防止过滤介质结构的干净侧与肮脏侧之间的直接流体流动。间隔件沿流动方向保持流动通道的基本均一宽度，从而提供基本均匀的流体流。一个流动通道在入口侧对流体流封闭，从而形成过滤介质结构的干净侧，而另一流动通道在出口侧对流体流封闭，从而形成过滤介质结构的肮脏侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机械工程领域。具体地讲，本专利技术涉及过滤领域。
技术介绍
过滤元件被用于从发动机和设备操作所需的或用于其他用途的诸如空气、气体和各种液体等流体中去除颗粒污染物。通常，通过根据应用对常规过滤介质结构提供密封、装配、维修、操作等所需的特征来制造过滤元件。这样制造的过滤元件被装配到通常由金属和/或塑料制成的过滤壳体中，过滤壳体又被结合到流体过滤系统中。过滤元件的三个非常重要的性能参数是压降、颗粒分离效率和污染物保持能力。过滤元件的压降是入口处的流体压力与出口处的流体压力之差。颗粒分离效率表示为被过滤元件去除的污染物颗粒的数量或重量与流入流体的百分比。过滤元件的压降随着使用率增大而增大，当流入流体所携带的污染物颗粒越来越多地被过滤介质捕获时，导致流动通道被部分或全部堵塞，从而造成对流体流的限制增加。污染物保持能力是在压降达到应用中可接受的上限之前由过滤元件去除的污染物的量。过滤元件的污染物保持能力与过滤元件在实际应用中的寿命相关。在空气/气体过滤系统中，流体流常常产生很大的噪声，从而导致用户不适。噪声由空气/气体流中的湍流产生。因此，非常希望具有尽可能低的流动湍流的空气/气体过滤系统。良好的过滤元件应当具有最小的压降、最大的颗粒分离效率和最高的污染物保持能力。在空气/气体过滤的情况下，非常合乎需要的是过滤元件也适合被用于设计具有尽可能低的湍流的过滤系统，从而实现低的总压降和噪声水平。被用于制造过滤元件的过滤介质和过滤介质结构的类型在很大程度上决定过滤元件的性能。长期以来，在现有技术中已知这样的过滤元件：该过滤元件具有装配成圆筒形、圆锥形、面板型或其他形式的打褶过滤介质结构。在这些过滤介质结构中，入口流动通道的横截面面积沿流动方向持续减小，而出口流动通道的横截面面积沿流动方向持续增大。横截面面积的变化产生流体流中的湍流，从而导致更高的压降和过滤介质的更快堵塞。其结果是，与所期待的过滤介质性能相比，具有打褶过滤介质结构的过滤元件表现出低于预期的污染物保持能力。最近，现有技术公开了具有由打褶或槽纹介质产生的过滤介质结构的过滤元件，其中，通过制作多个并排设置的入口和出口流动通道且具有沿流动方向的平直、均一和相同的横截面，来实现更具流线型的流体流。与现有技术的早期元件(其具有装配成圆筒形、圆锥形、面板型或其他形式的打褶过滤介质结构)相比，具有这些过滤介质结构的过滤元件已被发现能够提供更好的性能。此类过滤元件在现有技术中被称为轴流式过滤元件、直流式过滤元件等。美国专利No.4589983、No.6946012、No.6953124、No.7276098和No.8007572公开了由打褶或槽纹介质制成的过滤介质结构的使用。这些过滤介质结构需要介质的打褶或刻槽纹来制作实现流线型流体流所需的平直、均一通道。通常，过滤元件制造商从过滤介质供应商获得过滤介质，并且利用具有(带有刻划刀片或刻划槽的)辊的专用设备来使过滤介质打褶或对过滤介质刻槽纹。打褶或刻槽纹过程对过滤介质产生不利影响。众所周知，打褶或刻槽纹使过滤介质的原有性质变差，从而导致低于预期的性能，特别是污染物保持能力。还已知的是，打褶或刻槽纹设备对介质施加的机械力往往会损坏过滤介质。诸如层压的双层或多层介质、纳米纤维涂层介质、微玻璃介质等高性能过滤介质在这方面特别脆弱。还已知的是，在空气/气体过滤中，即使打褶或刻槽纹允许在给定尺寸的过滤元件中封装更大的介质面积，但由打褶过滤介质结构或槽纹过滤介质结构制成的过滤元件也因对流体流的限制和由过滤介质结构和元件中的几何形状和其它约束造成的湍流而不会表现出预期的污染物保持能力。美国专利No.3962097和No.4271025公开了具有围绕中心支撑件卷绕的多层过滤介质的滤筒。虽然此类滤筒可以适用于具有低流量的液体过滤，但此类滤筒因对流体流的高度限制和由狭窄和/或不规则的流动通道造成的流路的快速堵塞而不能用于空气或气体流的过滤。因此，需要开发一种能够克服与现有技术相关联的缺点的过滤介质结构。
技术实现思路
目的至少一个实施例适于提供本专利技术的一些目的，这些目的在本文中描述如下：本专利技术的一个目的在于提供一种无需过滤介质的打褶或刻槽纹便可形成的过滤介质结构。本专利技术的一个目的在于提供一种这样的过滤介质结构：其具有用于实现流线型流体流的均匀轴向流体流动通道，从而能够实现相对较小的压降。本专利技术的又一目的在于提供一种这样的过滤介质结构：其产生相对较少的湍流，从而产生相对较少的噪声。本专利技术的又一目的在于提供一种这样的过滤介质结构：其中，流动湍流被最小化且过滤介质面积使用率被最大化，以实现显著降低的限制和较高的污染物保持能力。阅读以下描述将更清楚本专利技术的其它目的和优点，以下描述不意欲限制本专利技术的范围。概述：本专利技术公开了一种过滤介质结构，其中，两层或两组间隔件和两层过滤介质/材料以交替顺序进行组合并围绕芯部卷绕，以形成至少两个不同的、连续或分开的线圈状流体流动通道，这至少两个流体流动通道在径向上相邻但被过滤介质隔开，并且在轴向上从过滤介质结构的入口侧延伸到出口侧，从而防止过滤介质结构的干净侧与肮脏侧之间的直接流体流动。位于过滤介质层之间的夹设间隙中的间隔件允许流体流沿轴向基本上不受阻碍地进出夹设间隙。间隔件具有足够的压缩强度，从而沿流动方向保持流动通道的基本均一宽度。流动通道中的一者在过滤介质结构的入口侧的轴向端部处对流体流封闭，而另一流动通道在过滤介质结构的出口侧的轴向端部处对流体流封闭。具有在入口侧处封闭的轴向端部的流动通道是过滤介质结构的干净侧，而具有在出口侧处封闭的轴向端部的流动通道是过滤介质结构的肮脏侧。两个流动通道的内端和外端沿着轴向被封闭。过滤介质结构的入口侧和出口侧的外周边缘能够设置有将过滤介质结构转换成轴流式过滤元件所需的密封和装配用的密封垫。可能对于本领域技术人员显而易见的是，除了2层过滤介质和2层间隔件之外，诸如4、8等偶数倍的层或组的过滤介质和间隔件可以以交替序列进行组合并围绕芯部卷绕，以制造与本专利技术所公开的过滤介质结构类似的过滤介质结构。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个实施例的过滤介质结构的透视图；图2示出了图1的过滤介质结构的间隔件的透视图；图3示出了图1的过滤介质结构的过滤介质的透视图；图4示出了以交替顺序进行组合的两层图2的间隔件和两层图3的过滤介质的透视图；图5示出了图1的过滤介质结构的芯部的透视图；图6示出了参考图1的'A-A'横截面的过滤介质结构内部和外部的流体的流路的示意图；图7示出了参考图1的'B-B'横截面的过滤介质结构内部和外部的流体的流路的另一示意图；图8示出了图1的过滤介质结构的入口侧的轴向视图；图9示出了图1的过滤介质结构的出口侧的轴向视图；以及图10示出了装配有由图1的过滤介质结构的实施例制成的过滤元件的发动机进气系统的示意图。具体实施方式现在将参考实施例对本专利技术的过滤介质结构进行描述，该实施例不限制本专利技术的范围和界限。所提供的描述仅用于举例说明。将参考以下描述中的非限制性实施例来说明本文的实施例以及本专利技术的各种特征和有利的细节。省略了公知部件和加工技术的描述，以避免不必要地混淆本文的实施例。本文所用的实例仅仅是为了便于理解可以实施本文的实施例的方式，并进一步使本领本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴流式过滤介质结构，其使用过滤介质，其中，至少两层基本敞开的起皱式间隔件和至少两层过滤介质/材料以交替顺序进行组合并围绕芯部卷绕，以形成至少两个不同的、连续的卷状流体流动通道，这至少两个流体流动通道在径向上相邻但被所述过滤介质隔开并且在轴向上从所述过滤介质结构的入口侧延伸到出口侧，从而防止所述过滤介质结构的干净侧与肮脏侧之间的直接流体流动，所述间隔件的折皱适于沿所述过滤介质结构的横向延展，所述间隔件在形成于两层过滤介质之间的夹设间隙中沿轴向和横向中的一者或两者连续或不连续，并且允许流体流沿轴向进出所述夹设间隙，所述间隔件适于沿流动方向保持流动通道的基本均一宽度，所述流动通道中的一者在所述过滤介质结构的所述入口侧的轴向端部处对流体流封闭，从而形成所述干净侧，而另一流动通道在所述过滤介质结构的所述出口侧的轴向端部处对流体流封闭，从而形成所述肮脏侧，两个所述流动通道的内端和外端沿着轴向被封闭。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.08 IN 1301/MUM/20141.一种轴流式过滤介质结构，其使用过滤介质，其中，至少两层基本敞开的起皱式间隔件和至少两层过滤介质/材料以交替顺序进行组合并围绕芯部卷绕，以形成至少两个不同的、连续的卷状流体流动通道，这至少两个流体流动通道在径向上相邻但被所述过滤介质隔开并且在轴向上从所述过滤介质结构的入口侧延伸到出口侧，从而防止所述过滤介质结构的干净侧与肮脏侧之间的直接流体流动，所述间隔件的折皱适于沿所述过滤介质结构的横向延展，所述间隔件在形成于两层过滤介质之间的夹设间隙中沿轴向和横向中的一者或两者连续或不连续，并且允许流体流沿轴向进出所述夹设间隙，所述间隔件适于沿流动方向保持流动通道的基本均一宽度，所述流动通道中的一者在所述过滤介质结构的所述入口侧的轴向端部处对流体流封闭，从而形成所述干净侧，而另一流动通道在所述过滤介质结构的所述出口侧的轴向端部处对流体流封闭，从而形成所述肮脏侧，两个所述流动通道的内端和外端沿着轴向被封闭。2.根据权利要求1所述的过滤介质结构，其中，所述间隔件选自以下项目所组成的组，但不限于以下项目：由塑料或金属制成的起皱式随机分布纤维网、由塑料或金属制成的起皱式网状物、起皱式网形金属或泡沫塑料以及穿孔的或起皱的金属或塑料。3.根据权利要求1所述的过滤介质结构，其中，所述过滤介质选自以下项目所组成的组，但不限于以下项目：湿法成网的纤维素介质、湿法成网或干法成网的合成介质、天然或合成的织造介质、多种材料层叠介质、纳米纤维涂覆介质、微玻璃介质、合成开孔泡沫或者膜。4.根据权利要求1所述的过滤介质结构，其中，所述芯部由选自以下项目所组成的组的材料制成，但不限于以下项目：塑料、木材、纸、金属或复合材料。5.根据权利要求1所述的过滤介质结构，其中，所述芯部由所述过滤介质或所述间隔件形成。6.根据权利要求1所述的过滤介质结构，其中，所述芯部的形状选自以下项目所组成的组，但不限于以下项目：圆筒形、椭圆形或跑道形。7.根据权利要求1所述的过滤介质结构，其中，所述流动通道的所述轴向端部以及所述流动通道的所述内端和所述外端借助于诸如但不限于粘合剂、超声波焊接或胶带等方式或材料来封闭。8.根据权利要求1所述的过滤介质结构，其中，所述入口侧和所述出口侧的外周边缘能够设置有将所述过滤介质结构转换成适于装配在过滤壳体中的轴流式过滤元件所需的密封垫和特征。9.一种轴流式过滤介质结构，其使用过滤介质，其中，至少两组的至少一个间隔件和至少两层过滤介质以交替顺序进行组合并围绕芯部卷绕，以形成至少两个不同的、连续或分开的卷状流体流动通道，这至少两个流体流动通道在径向上相邻但被所述过滤介质隔开，并且在轴向上从所述过滤介质结构的入口侧延伸到出口侧，从而防止所述过滤介质结构的干净侧与肮脏侧之间的直接流体流动，所述间隔件被不可移动地布置为以下两种中的一种：a.轴向上的单个连续部件，所述间隔件的长度等于或略短于所述过滤介质的轴向长度；以及b.轴向成列的两个或更多个部件，所述间隔件的长度基本小于所述过滤介质的轴向长度的一半；并且，在形成于两层所述过滤介质之间的夹设间隙中，在所述间隔件之间存在沿横向的距离，所述间隔件适于沿流动方向保持流动通道的基本均一宽度，所述流动通道中的一者在所述过滤介质结构的所述入口侧的轴向端部处对流体流封闭，从而形成所述干净侧，而另一流动通道在所述过滤介质结构的所述出口侧的轴向端部处对流体流封闭，从而形成所述肮脏侧，两个所述流动通道的内端和外端沿着轴向被封闭。10.根据权利要求9所述的过滤介质结构，其中，所述间隔件选自以下项目所组成的组，但不限于以下项目：塑料棒、条带、塑料管、由天然或人造纤维制成的线、木棒、固体热熔棒或泡沫热熔棒。11.根据权利要求9所述的过滤介质结构，其中，所述间隔件通过沿所述过滤介质结构的横向延伸的多根线...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·安东尼·帕雅皮利，
申请(专利权)人：滤器纤维技术私人有限公司，
类型：发明
国别省市：印度;IN