自承式折叠的片材材料以及过滤元件制造技术

一种褶状介质包，所述介质包包括被配置到管中的介质区段，所述管限定内部体积和在一端处的开口。在所述介质包的两端处的至少一些褶皱被倒置。在一些实例中，所述褶皱包括与次要褶皱交替的主要褶皱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请于2015年4月08日作为PCT国际专利申请提交并且要求于2014年4月9日提交的美国临时专利申请序列号61/977,469的优先权，所述临时专利申请的全部披露内容通过引用以其全文结合。
本披露涉及折叠以保持一定程度的结构完整性的片材材料并且同时本披露的目的主要在于在介质包中使用的褶状过滤介质、过滤元件、以及它们的制造方法，本披露还可以应用于其他情况中，其中折叠的片材材料可受益于由本披露提供的结构完整性、挠性和弹性。
技术介绍
过滤介质的可渗透片材被广泛用于从流体流除去污染物并且为了实现过滤介质的最佳性能，暴露于所述流体流的片材的表面需要是较大的，但是为了避免过滤元件的过大尺寸，这些片材需要装配到小体积中并且典型地打褶以最大化暴露于流体流的过滤表面与过滤元件的总尺寸之间的比率。当暴露于流体流时，这些过滤元件和在它们中的可渗透片材暴露于来自流体流的力并且需要承受这些力足以确保所述过滤器元件的连续可接受操作。特别地，可渗透过滤介质的褶状片材经常倾向于挠曲并且相邻片材经常过于靠近在一起或接触并且因此阻止了流体的良好分散的流动模式-并且减小过滤介质的用于负载的有效表面积-称为“掩蔽”的现象。此外，为了是成本有效的，由可渗透过滤介质的片材制成的过滤元件典型地不包括用于所述过滤介质的结构支撑，但是依靠折叠的片材本身的结构完整性。褶状过滤介质典型地由连续的或成卷的网状物形成并且这些褶皱垂直于介质的“机器”或“卷轴”方向，即，垂直于介质的连续方向，当该介质来自源例如供应卷轴时。简单交替的“Z字形”褶皱是常用的并且形成简单，但是倾向于挠曲和掩蔽，尤其是在深褶皱的情况下。已经提出了一些方法来抑制挠曲和/或保持相邻褶皱之间的间隔，但这些方法倾向于要求复杂的(并且因此昂贵的)制造方法(例如，因为它们需要褶状过滤介质的相邻层用粘合剂连接在一起)，它们不是通用的，因为它们的几何形状是静态的，和/或它们倾向于破碎和塌陷。本披露试图解决上述挑战中的至少一些并且特别是提供具有改进的结构刚度、挠性和压缩性，或最大化表面积的折叠的片材材料的元件，这些元件能够被成本有效地制造。先前使用的一些技术包括描述于US 2,683,537和US 5,522,909中的那些，这些专利通过引用结合在此。
技术实现思路
提供了在过滤元件中使用的褶状介质包。所述介质包包括折叠成褶皱的过滤介质区段；所述褶皱中的至少一些具有主要褶皱深度；所述过滤介质区段被配置到管中，所述管限定了内部体积、第一和第二相对端；以及在所述第一端处的开口；所述开口具有直径；其中在所述第一端处的至少一些褶皱沿着从所述第一端朝向所述第二端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置；并且在所述第二端处的至少一些褶皱沿着从所述第二端朝向所述第一端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置。在示例性方面，褶皱包括限定主要褶皱深度的主要褶皱、和具有小于所述主要褶皱深度的次要褶皱深度的次要褶皱。在示例性方面，主要褶皱和次要褶皱彼此交替。在示例性方面，主要褶皱和次要褶皱以重复的图案安排。在示例性方面，在所述第一端处的主要褶皱中的至少一些沿着从所述第一端朝向所述第二端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置。在示例性方面，在所述第一端处的次要褶皱中的至少一些沿着从所述第一端朝向所述第二端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置。在示例性方面，在所述第一端处的主要褶皱和次要褶皱沿着从所述第一端朝向所述第二端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置。在示例性方面，在所述第二端处的主要褶皱中的至少一些沿着从所述第二端朝向所述第一端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置。在示例性方面，在所述第二端处的次要褶皱中的至少一些沿着从所述第二端朝向所述第一端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置。在示例性方面，在所述第二端处的主要褶皱和次要褶皱沿着从所述第二端朝向所述第一端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置。在示例性方面，褶皱深度与开口直径的比率大于0.1。在示例性方面，褶皱深度与开口直径的比率不大于0.5。在示例性方面，褶皱深度与开口直径的比率在0.2与0.35之间。在另一个方面中，提供了一种过滤元件，所述过滤元件包括固定到如以上特征的所述介质包的第一端上的第一开口端盖；和固定到所述介质包的第二端上的第二端盖。在示例性方面，所述第二端盖是封闭的端盖。在示例性方面，所述第一开口端盖限定用于已过滤的流体离开的出口开口。应当指出，并非在此所述的所有具体特征均需要被结合到安排中用于使所述安排具有根据本披露的某一选定的优点。附图说明图1是根据本披露的原理构造的一种示例性过滤元件的侧视图；图2是图1的元件的底部透视图；图3是图1的元件的底部的端视图；图4是图1的元件的底端的特写透视图；图5是示出了用于制造图1-4的过滤元件的刻痕图案的过滤介质的片材的顶视图；图6是沿着所述刻痕图案折叠的、但在它形成为图1-4的过滤元件之前的图5的介质的顶视图；图7是图6的折叠的介质片材的透视图；图8是图6的折叠的介质的一个端视图；图9是图6的折叠的介质片材的端视图，示出了与图8中所示的端部相对的端部；图10是在制成图1-4的元件的一个步骤期间由图28-30的介质片材形成的介质包的顶部视透视图；图11是图10的介质包的侧视图；图12是图10的介质包的底端的特写透视图；图13是图10的介质包的顶视图；图14是在实验分析中使用的将不同的元件与根据图1-13构造的元件进行比较的示意图；图15-19是示出了将不同的元件与根据图1-13构造的元件进行比较的实验分析的结果的曲线图；图20是形成为过滤元件、但在附接端盖之前的介质包的另一个实施例的示意性透视图；图21是图20的元件的顶视图；图22是用于制造图20和21的介质包的折叠的介质的透视图；图23是图22的折叠的介质的一部分的特写视图；并且图24是示出了将不同的元件与根据图1-13构造的元件进行比较的实验分析的结果的另一个曲线图。具体实施方式总体上，已经认识到，跨过过滤元件的压降与清洁流体出口孔的出口的直径相关，当具有从外侧到内侧进行过滤的过滤元件时。已经观察到，随着褶皱深度与空气出口的直径的比率增加，过滤元件的性能增益上升(性能增益由压降的降低限定)。已经进一步观察到，为了实现更长的过滤器寿命，使用更多的过滤介质，但当通过增加褶皱深度的方式使用更多的过滤介质时，出口孔变得更小。然而，还已经观察到，为了得到更好的性能，如通过更小的压降测量的，人们希望使出口尺寸更大。在应用这些原理时，已经开发了图1中所示的一种示例性过滤元件100。所述过滤元件100包括褶状介质包102。所述褶状介质包102包括折叠成褶皱104的过滤介质区段。这些褶皱104中的至少一些具有主要褶皱深度106(图13)。所述褶状介质包102的过滤介质区段可以被配置到限定内部体积108的管中(图2)。所述褶状介质包102限定第一端110和相对的第二端112。所述管的内部体积108被示出为具有圆形截面，但可以具有各种截面形状，包括椭圆形或跑道形。在所描绘的实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在过滤元件中使用的褶状介质包；所述介质包包括：(a)折叠成褶皱的过滤介质区段；所述褶皱中的至少一些具有主要褶皱深度；(b)所述过滤介质区段被配置到管中，所述管限定了内部体积、第一和第二相对端；以及在所述第一端处的开口；所述开口具有直径；其中在所述第一端处的至少一些褶皱沿着从所述第一端朝向所述第二端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置；并且在所述第二端处的至少一些褶皱沿着从所述第二端朝向所述第一端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.09 US 61/977,4691.一种用于在过滤元件中使用的褶状介质包；所述介质包包括：(a)折叠成褶皱的过滤介质区段；所述褶皱中的至少一些具有主要褶皱深度；(b)所述过滤介质区段被配置到管中，所述管限定了内部体积、第一和第二相对端；以及在所述第一端处的开口；所述开口具有直径；其中在所述第一端处的至少一些褶皱沿着从所述第一端朝向所述第二端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置；并且在所述第二端处的至少一些褶皱沿着从所述第二端朝向所述第一端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置。2.如权利要求1所述的介质包，其中所述褶皱包括限定所述主要褶皱深度的主要褶皱、和具有小于所述主要褶皱深度的次要褶皱深度的次要褶皱。3.如权利要求2所述的介质包，其中所述主要褶皱和次要褶皱彼此交替。4.如权利要求2和3中任一项所述的介质包，其中所述主要褶皱和次要褶皱以重复的图案安排。5.如权利要求2-4中任一项所述的介质包，其中在所述第一端处的主要褶皱中的至少一些沿着从所述第一端朝向所述第二端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置。6.如权利要求2-4中任一项所述的介质包，其中在所述第一端处的次要褶皱中的至少一些沿着从所述第一端朝向所述第二端的褶皱长度的至少一部分在所述褶皱的其余部分的相反方向上被倒置。7.如权利要求2-4中任一项所述的介质包，其中在所述第一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·萨瓦斯若姆，
申请(专利权)人：唐纳森公司，
类型：发明
国别省市：美国;US